JP2024048126A - Coil component, circuit board, electronic device, and method for manufacturing coil component - Google Patents
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Abstract
【課題】応力歪みを除去し、コア損失の低減が可能なコイル部品、回路基板、電子機器、及びコイル部品の製造方法を提供する。【解決手段】コイル部品は、基体と、基体に設けられたコイル導体と、コイル導体と電気的に接続された第1外部電極と、コイル導体と電気的に接続された第2外部電極と、金属磁性粒子同士を結合する樹脂製の結合材36と、を備える。基体は、第1金属磁性粒子群と、第2金属磁性粒子群と、を含む。第1金属磁性粒子群は、各々がFe及びSiを含有する複数の第1金属磁性粒子31から成り、第2金属磁性粒子群は、各々がFe及びSiを含有する複数の第2金属磁性粒子41から成る。第1金属磁性粒子31におけるSiの含有比率は、第2金属磁性粒子41におけるSiの含有比率より高い。第2金属磁性粒子群の第2平均円形度は、第1金属磁性粒子群の第1平均円形度よりも大きい。【選択図】図3[Problem] To provide a coil component, a circuit board, an electronic device, and a manufacturing method of a coil component that can eliminate stress distortion and reduce core loss. [Solution] The coil component includes a base, a coil conductor provided on the base, a first external electrode electrically connected to the coil conductor, a second external electrode electrically connected to the coil conductor, and a resin binder 36 that bonds the metal magnetic particles together. The base includes a first metal magnetic particle group and a second metal magnetic particle group. The first metal magnetic particle group is made of a plurality of first metal magnetic particles 31 each containing Fe and Si, and the second metal magnetic particle group is made of a plurality of second metal magnetic particles 41 each containing Fe and Si. The Si content of the first metal magnetic particles 31 is higher than the Si content of the second metal magnetic particles 41. The second average circularity of the second metal magnetic particle group is higher than the first average circularity of the first metal magnetic particle group. [Selected Figure] Figure 3
Description
本明細書の開示は、コイル部品、回路基板、電子機器、及びコイル部品の製造方法に関する。 The disclosure of this specification relates to coil components, circuit boards, electronic devices, and methods for manufacturing coil components.
コイル部品用の磁性材料として、従来から軟磁性金属材料が知られている。軟磁性金属材料は、フェライト材料よりも飽和磁束密度が高いため、大電流が流れるコイル部品の基体の材料として特に適している。軟磁性金属材料は、金属磁性粒子の形態で基体中に含まれる。金属磁性粒子は、軟磁性金属材料を造粒することで作製される。金属磁性粒子は、数nm~数μmの粒径を有することが多い。基体に含まれる各金属磁性粒子の表面には、隣接する金属磁性粒子間でショートが起きないようにするために絶縁膜が設けられる。 Soft magnetic metal materials have been known as magnetic materials for coil components. Soft magnetic metal materials have a higher saturation magnetic flux density than ferrite materials, and are therefore particularly suitable as materials for the base of coil components through which large currents flow. The soft magnetic metal material is contained in the base in the form of metal magnetic particles. The metal magnetic particles are produced by granulating the soft magnetic metal material. The metal magnetic particles often have a particle size of several nm to several μm. An insulating film is provided on the surface of each metal magnetic particle contained in the base to prevent short circuits between adjacent metal magnetic particles.
金属磁性粒子を含む基体は、金属磁性粒子と樹脂とを混練して得られた混合樹脂組成物を成型金型に流し込み、この成型金型内で当該混合樹脂組成物に圧力を加える圧縮成型プロセスを経て作製される。 The substrate containing the metal magnetic particles is produced through a compression molding process in which the mixed resin composition obtained by kneading the metal magnetic particles with a resin is poured into a molding die and pressure is applied to the mixed resin composition within the molding die.
コイル部品の基体は、高い透磁率を有することが求められる。特開2017-183655(特許文献1)に記載されているように、圧縮成型プロセスにおける成型圧力を高めることで基体に含まれる金属磁性粒子の充填率を高め、これにより基体の透磁率を改善できることが知られている。特許文献1では、成型圧力が低いと基体の透磁率が低くなってしまうことを指摘しており、圧縮成型工程では比較的高い600MPa前後の成型圧力を用いている。要求される透磁率によって成型圧力は変更され得るが、従来は、400~800MPa程度の成型圧力で圧縮成型を行うことが望ましいと考えられている。 The base of a coil component is required to have high magnetic permeability. As described in JP 2017-183655 (Patent Document 1), it is known that increasing the molding pressure in the compression molding process increases the filling rate of the metal magnetic particles contained in the base, thereby improving the magnetic permeability of the base. Patent Document 1 points out that low molding pressures result in low magnetic permeability of the base, and therefore a relatively high molding pressure of around 600 MPa is used in the compression molding process. The molding pressure can be changed depending on the required magnetic permeability, but traditionally it has been considered desirable to perform compression molding at a molding pressure of around 400 to 800 MPa.
400~800MPa程度の成型圧力で金属磁性粒子を含む磁性材料を圧縮成型すると、当該磁性材料に含まれる金属磁性粒子が変形する。例えば、特許文献1の図1には、変形した金属磁性粒子を含む基体の断面の写真が示されている。 When a magnetic material containing metal magnetic particles is compression molded at a molding pressure of about 400 to 800 MPa, the metal magnetic particles contained in the magnetic material are deformed. For example, Figure 1 of Patent Document 1 shows a photograph of a cross section of a substrate containing deformed metal magnetic particles.
圧縮成型プロセスまたはそれ以外のプロセスにより変形した低い円形度の金属磁性粒子には大きな応力歪が生じている。円形度が低い金属磁性粒子を含む基体においては、金属磁性粒子に生じている応力歪により透磁率が低下するという問題がある。より高い成型圧力で磁性材料を圧縮すると、金属磁性粒子に生じる応力歪がより大きくなるため、基体の透磁率の低下度合いが大きくなる。このため、成型圧力を大きくすることにより実現される透磁率の向上は、金属磁性粒子に生じる応力歪による透磁率の低下によって、少なくともある程度相殺されてしまう。また、金属磁性粒子の変形は、金属磁性粒子間の絶縁性が低下する原因ともなる。このため、透磁率を高めるために成型圧力を大きくすると、磁性基体の絶縁耐圧が低下するという問題がある。さらに、金属磁性粒子に生じる応力歪が大きくなるほどコア損失が大きくなる。 Low circularity metal magnetic particles deformed by compression molding or other processes experience large stress strain. In a base containing low circularity metal magnetic particles, there is a problem that the magnetic permeability decreases due to the stress strain occurring in the metal magnetic particles. When the magnetic material is compressed at a higher molding pressure, the stress strain occurring in the metal magnetic particles becomes larger, and the degree of decrease in the magnetic permeability of the base increases. Therefore, the improvement in magnetic permeability achieved by increasing the molding pressure is at least partially offset by the decrease in magnetic permeability due to the stress strain occurring in the metal magnetic particles. In addition, the deformation of the metal magnetic particles also causes the insulation between the metal magnetic particles to decrease. Therefore, when the molding pressure is increased to increase the magnetic permeability, there is a problem that the dielectric strength voltage of the magnetic base decreases. Furthermore, the greater the stress strain occurring in the metal magnetic particles, the greater the core loss.
金属磁性粒子に生じた応力歪を除去するためには高温(例えば、600℃以上)での熱処理が必要となる。しかしながら、金属磁性粒子が樹脂製の結合材で結合されているメタルコンポジット型の基体には、応力歪を除去できる程度の高温での加熱を行うことができない。このため、メタルコンポジット型の基体に含まれる金属磁性粒子の応力歪を除去することは困難である。 To remove the stress strain generated in the metal magnetic particles, heat treatment at high temperatures (e.g., 600°C or higher) is required. However, a metal composite-type substrate in which the metal magnetic particles are bonded with a resin binder cannot be heated at a high enough temperature to remove the stress strain. For this reason, it is difficult to remove the stress strain of the metal magnetic particles contained in a metal composite-type substrate.
本明細書に開示される発明の目的の一つは、上記の問題の少なくとも一つを解消又は緩和することである。本明細書に開示される発明のより具体的な目的の一つは、金属磁性粒子に生じる応力歪による透磁率の低下及びコア損失を抑制することである。 One of the objectives of the invention disclosed in this specification is to eliminate or alleviate at least one of the above problems. A more specific objective of the invention disclosed in this specification is to suppress the decrease in magnetic permeability and core loss caused by stress distortion occurring in metal magnetic particles.
本明細書に開示される発明の前記以外の目的は、本明細書全体を参照することにより明らかになる。本明細書に開示される発明は、前記の課題に代えて又は前記の課題に加えて、本明細書の記載から把握される課題を解決するものであってもよい。 Objects of the invention disclosed in this specification other than those mentioned above will become apparent by referring to the entire specification. The invention disclosed in this specification may solve problems that are understood from the description of this specification instead of or in addition to the above problems.
本発明の少なくとも一つの実施形態によるコイル部品は、基体と、前記基体に設けられたコイル導体と、前記コイル導体と電気的に接続された第1外部電極と、前記コイル導体と電気的に接続された第2外部電極と、を備える。本発明の少なくとも一つの実施形態において、基体は、各々がFe及びSiを含有する複数の第1金属磁性粒子から成り第1平均円形度を有する第1金属磁性粒子群と、各々がFeを及びSi含有する複数の第2金属磁性粒子から成り前記第1平均円形度よりも大きな第2平均円形度を有する第2金属磁性粒子群と、樹脂製の結合材と、を含む。本発明の少なくとも一つの実施形態において、複数の第1金属磁性粒子の各々におけるSiの含有比率は、複数の第2金属磁性粒子の各々におけるSiの含有比率より高い。 A coil component according to at least one embodiment of the present invention comprises a base, a coil conductor provided on the base, a first external electrode electrically connected to the coil conductor, and a second external electrode electrically connected to the coil conductor. In at least one embodiment of the present invention, the base includes a first metal magnetic particle group consisting of a plurality of first metal magnetic particles each containing Fe and Si and having a first average circularity, a second metal magnetic particle group consisting of a plurality of second metal magnetic particles each containing Fe and Si and having a second average circularity greater than the first average circularity, and a resin binder. In at least one embodiment of the present invention, the Si content in each of the plurality of first metal magnetic particles is higher than the Si content in each of the plurality of second metal magnetic particles.
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、金属磁性粒子に生じる応力歪による透磁率の低下を抑制することで基体の透磁率を改善しコア損失を抑制することができる。 According to at least one embodiment of the present invention, the decrease in magnetic permeability caused by stress distortion in metal magnetic particles is suppressed, thereby improving the magnetic permeability of the substrate and suppressing core loss.
以下、適宜図面を参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。なお、複数の図面において共通する構成要素には当該複数の図面を通じて同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。以下で説明される本発明の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。以下の実施形態で説明されている諸要素が発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Various embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings as appropriate. Note that components common to multiple drawings are given the same reference numerals throughout the multiple drawings. Please note that the drawings are not necessarily drawn to scale for ease of explanation. The embodiments of the present invention described below do not limit the invention according to the claims. The elements described in the following embodiments are not necessarily essential to the solution of the invention.
図1及び図2を参照して本発明の一の実施形態によるコイル部品1について説明する。図1は、コイル部品1を模式的に示す斜視図であり、図2はコイル部品1の模式的な断面図である。図示のように、コイル部品1は、基体10と、基体10に設けられたコイル導体25と、基体10の表面に設けられた外部電極21と、基体10の表面において外部電極21から離間した位置に設けられた外部電極22と、を備える。基体10は、磁性材料を含む。 A coil component 1 according to one embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 and 2. Figure 1 is a perspective view showing the coil component 1, and Figure 2 is a schematic cross-sectional view of the coil component 1. As shown, the coil component 1 includes a base 10, a coil conductor 25 provided on the base 10, an external electrode 21 provided on the surface of the base 10, and an external electrode 22 provided on the surface of the base 10 at a position spaced apart from the external electrode 21. The base 10 includes a magnetic material.
本明細書においては、文脈上別に解される場合を除き、コイル部品1の「長さ」方向、「幅」方向及び「厚さ」方向はそれぞれ、図1の「L軸」方向、「W軸」方向及び「T軸」方向とする。「厚さ」方向を「高さ」方向と呼ぶこともある。L軸、W軸、及びT軸は、互いに直交している。 In this specification, unless otherwise understood in the context, the "length" direction, "width" direction, and "thickness" direction of the coil component 1 are respectively the "L-axis" direction, the "W-axis" direction, and the "T-axis" direction in FIG. 1. The "thickness" direction is sometimes called the "height" direction. The L-axis, W-axis, and T-axis are perpendicular to each other.
コイル部品1は、実装基板2aに実装され得る。実装基板2aには、ランド部3a、3bが設けられている。コイル部品1は、外部電極21とランド部3aとを接合し、また、外部電極22とランド部3bとを接続することで実装基板2aに実装される。本発明の一実施形態による回路基板2は、コイル部品1と、このコイル部品1が実装される実装基板2aと、を備える。回路基板2は、様々な電子機器に搭載され得る。回路基板2が搭載され得る電子機器には、スマートフォン、タブレット、ゲームコンソール、自動車の電装品、サーバ及びこれら以外の様々な電子機器が含まれる。図示の明瞭さのために、図1以外では、実装基板2a、ランド部3a、3bの図示を省略している。 The coil component 1 can be mounted on a mounting board 2a. The mounting board 2a is provided with land portions 3a and 3b. The coil component 1 is mounted on the mounting board 2a by joining the external electrode 21 to the land portion 3a and connecting the external electrode 22 to the land portion 3b. The circuit board 2 according to one embodiment of the present invention includes the coil component 1 and a mounting board 2a on which the coil component 1 is mounted. The circuit board 2 can be mounted on various electronic devices. Electronic devices on which the circuit board 2 can be mounted include smartphones, tablets, game consoles, automotive electrical equipment, servers, and various other electronic devices. For clarity of illustration, the mounting board 2a and the land portions 3a and 3b are omitted from illustrations other than FIG. 1.
コイル部品1は、インダクタ、トランス、フィルタ、リアクトル及びこれら以外の様々なコイル部品であってもよい。コイル部品1は、カップルドインダクタ、チョークコイル及びこれら以外の様々な磁気結合型コイル部品であってもよい。コイル部品1は、例えば、DC/DCコンバータに用いられるインダクタであってもよい。コイル部品1の用途は、本明細書で明示されるものには限定されない。 The coil component 1 may be an inductor, a transformer, a filter, a reactor, or any other of various coil components. The coil component 1 may be a coupled inductor, a choke coil, or any other of various magnetically coupled coil components. The coil component 1 may be, for example, an inductor used in a DC/DC converter. The uses of the coil component 1 are not limited to those explicitly stated in this specification.
基体10は、磁性材料で構成され、概ね直方体形状を有する。本発明の一実施形態において、基体10は、L軸方向における寸法(長さ寸法)がW軸方向における寸法(幅寸法)及びT軸方向における寸法(高さ寸法)よりも大きくなるように構成されている。例えば、長さ寸法は、1.0mm~6.0mmの範囲にあり、幅寸法は0.5mm~4.5mmの範囲にあり、高さ寸法は0.5mm~4.5mmの範囲にある。基体10の寸法は、本明細書で具体的に説明される寸法には限定されない。本明細書において「直方体」又は「直方体形状」という場合には、数学的に厳密な意味での「直方体」のみを意味するものではない。基体10の寸法及び形状は、本明細書で明示されるものには限定されない。 The base 10 is made of a magnetic material and has a generally rectangular parallelepiped shape. In one embodiment of the present invention, the base 10 is configured so that the dimension in the L-axis direction (length dimension) is greater than the dimension in the W-axis direction (width dimension) and the dimension in the T-axis direction (height dimension). For example, the length dimension is in the range of 1.0 mm to 6.0 mm, the width dimension is in the range of 0.5 mm to 4.5 mm, and the height dimension is in the range of 0.5 mm to 4.5 mm. The dimensions of the base 10 are not limited to the dimensions specifically described in this specification. In this specification, the term "rectangular parallelepiped" or "rectangular parallelepiped shape" does not mean only "rectangular parallelepiped" in the mathematically strict sense. The dimensions and shape of the base 10 are not limited to those explicitly described in this specification.
基体10は、第1主面10a、第2主面10b、第1端面10c、第2端面10d、第1側面10e、及び第2側面10fを有する。基体10は、これらの6つの面によってその外表面が画定されている。第1主面10aと第2主面10bとはそれぞれ基体10の高さ方向両端の面を成し、第1端面10cと第2端面10dとはそれぞれ基体10の幅方向両端の面を成し、第1側面10eと第2側面10fとはそれぞれ基体10の長さ方向両端の面を成している。上面10aと下面10bとの間は基体10の高さ寸法だけ離間しており、第1端面10cと第2端面10dとの間は基体10の幅寸法だけ離間しており、第1側面10eと第2側面10fとの間は基体10の長さ寸法だけ離間している。図1に示されているように、第1主面10aは基体10の上側にあるため、第1主面10aを「上面」と呼ぶことがある。同様に、第2主面10bを「下面」と呼ぶことがある。コイル部品1は、第2主面10bが基板2と対向するように配置されるので、第2主面10bを「実装面」と呼ぶこともある。 The base 10 has a first main surface 10a, a second main surface 10b, a first end surface 10c, a second end surface 10d, a first side surface 10e, and a second side surface 10f. The outer surface of the base 10 is defined by these six surfaces. The first main surface 10a and the second main surface 10b form the surfaces at both ends of the height direction of the base 10, the first end surface 10c and the second end surface 10d form the surfaces at both ends of the width direction of the base 10, and the first side surface 10e and the second side surface 10f form the surfaces at both ends of the length direction of the base 10. The upper surface 10a and the lower surface 10b are spaced apart by the height dimension of the base 10, the first end surface 10c and the second end surface 10d are spaced apart by the width dimension of the base 10, and the first side surface 10e and the second side surface 10f are spaced apart by the length dimension of the base 10. As shown in FIG. 1, the first main surface 10a is located on the upper side of the base body 10, and therefore the first main surface 10a is sometimes referred to as the "upper surface." Similarly, the second main surface 10b is sometimes referred to as the "lower surface." The coil component 1 is disposed so that the second main surface 10b faces the substrate 2, and therefore the second main surface 10b is sometimes referred to as the "mounting surface."
本発明の一の実施形態において、外部電極21は、基体10の実装面10b及び端面10cに設けられている。外部電極22は、基体10の実装面10b及び端面10dに設けられている。外部電極21と外部電極22とは、長さ方向において互いに離間して配置されている。各外部電極21、22の形状及び配置は、図示された例には限定されない。外部電極21、22は、基体10の表面に導体ペーストを塗布することにより形成されてもよい。この導電性ペーストは、Ag、Cu等の導電性に優れた金属粒子を含有する。外部電極21、22は、めっき層を含んでもよい。このめっき層は2層以上であってもよい。2層のめっき層は、Niめっき層と、当該Niめっき層の外側に設けられるSnめっき層と、を含んでもよい。 In one embodiment of the present invention, the external electrode 21 is provided on the mounting surface 10b and the end surface 10c of the base 10. The external electrode 22 is provided on the mounting surface 10b and the end surface 10d of the base 10. The external electrodes 21 and 22 are arranged spaced apart from each other in the length direction. The shape and arrangement of each of the external electrodes 21 and 22 are not limited to the example shown in the figure. The external electrodes 21 and 22 may be formed by applying a conductive paste to the surface of the base 10. This conductive paste contains metal particles with excellent conductivity, such as Ag and Cu. The external electrodes 21 and 22 may include a plating layer. This plating layer may be two or more layers. The two plating layers may include a Ni plating layer and a Sn plating layer provided on the outside of the Ni plating layer.
コイル導体25は、厚さ方向(T軸方向)に沿って延びるコイル軸Axの周りに巻回されている周回部25Aと、周回部25Aの一端を外部電極21に接続する引出部25Bと、周回部25Aの他端を外部電極22に接続する引出部25Cと、を有する。図示の実施形態において、コイル導体25は、その両端のみが基体10から露出しており、それ以外の部位は基体10内に設けられている。図示の実施形態において、コイル軸Axは、第1主面10a及び第2主面10bと交わっているが、第1端面10c、第2端面10d、第1側面10e、及び第2側面10fとは交わっていない。言い換えると、第1端面10c、第2端面10d、第1側面10e、及び第2側面10fは、コイル軸Axに沿って延びている。一実施形態において、コイル軸Axは、基体10を平面視したときに、基体10の2本の対角線の交点を通過する。コイル導体25の形状は、図示されたものには限られない。例えば、コイル導体25は、平面視したとき(T軸方向から見たとき)に、1ターンより少ないターン数だけコイル軸Axの周りに巻回されていてもよい。平面視におけるコイル導体25の形状は、楕円形状、ミアンダ形状、直線形状、又はこれらを組み合わせた形状であってもよい。 The coil conductor 25 has a winding portion 25A wound around a coil axis Ax extending along the thickness direction (T-axis direction), a lead-out portion 25B connecting one end of the winding portion 25A to the external electrode 21, and a lead-out portion 25C connecting the other end of the winding portion 25A to the external electrode 22. In the illustrated embodiment, only both ends of the coil conductor 25 are exposed from the base 10, and the other portions are provided within the base 10. In the illustrated embodiment, the coil axis Ax intersects with the first main surface 10a and the second main surface 10b, but does not intersect with the first end surface 10c, the second end surface 10d, the first side surface 10e, and the second side surface 10f. In other words, the first end surface 10c, the second end surface 10d, the first side surface 10e, and the second side surface 10f extend along the coil axis Ax. In one embodiment, the coil axis Ax passes through the intersection of two diagonals of the base 10 when the base 10 is viewed in a plan view. The shape of the coil conductor 25 is not limited to that shown in the figure. For example, the coil conductor 25 may be wound around the coil axis Ax for fewer than one turn when viewed in a plan view (when viewed from the T-axis direction). The shape of the coil conductor 25 when viewed in a plan view may be an ellipse, a meandering shape, a straight line, or a combination of these.
本明細書においては、基体10のうち、コイル軸Axの方向から見たときに周回部25Aの内側にある領域をコア領域10Xとし、周回部25Aの外側にある領域をマージン領域10Yとする。平面視においてコイル導体25が1ターンより少ない数だけコイル軸Axの周りに巻回されている場合でも、コイル軸Axの周りに2/3以上(平面視において240°以上)周回している部位を有する場合には、その2/3以上周回している部位を周回部25Aとみなすことができ、基体10のうちコイル導体25の1ターン未満の周回部の内側の領域をコア領域10Xとみなし、その外側の部位をマージン領域10Yとみなすことができる。 In this specification, the region of the base 10 inside the winding portion 25A when viewed from the direction of the coil axis Ax is referred to as the core region 10X, and the region outside the winding portion 25A is referred to as the margin region 10Y. Even if the coil conductor 25 is wound around the coil axis Ax less than one turn in a plan view, if there is a portion that winds around the coil axis Ax by more than 2/3 (more than 240° in a plan view), the portion that winds around by more than 2/3 can be regarded as the winding portion 25A, and the region of the base 10 inside the winding portion of the coil conductor 25 with less than one turn can be regarded as the core region 10X, and the outer portion can be regarded as the margin region 10Y.
コイル導体25がコイル軸Axの周りに2/3以上(平面視において240°以上)周回している部位を有しないがコイル導体25がT軸に平行に延びるいずれかの軸線の周りの周方向に2/3ターン以上延びる部位を有する場合(例えば、平面視におけるコイル導体25の形状がミアンダ形状である場合)、基体10のうちその軸線の周りに2/3ターン以上延びる部位よりも当該軸線を中心とする径方向(当該軸線に直交し当該軸線を中心とする径方向)の内側の領域(当該軸線に近い領域)をコア領域10Xとみなし、その外側の部位をマージン領域10Yとみなすことができる。コイル導体25がコイル軸Axの周りに2/3以上周回している部位を有しておらず、コイル導体25がT軸に平行に延びるいずれかの軸線の周りの周方向に2/3ターン以上延びる部位も有しない場合(例えば、平面視によるコイル導体25の形状が直線形状である場合)には、基体10にはコア領域10X又はマージン領域10Yとみなせる領域は存在しない。 When the coil conductor 25 does not have a portion that wraps around the coil axis Ax by more than 2/3 of a turn (more than 240° in plan view), but has a portion that extends circumferentially by more than 2/3 of a turn around an axis that extends parallel to the T axis (for example, when the shape of the coil conductor 25 in plan view is a meandering shape), the region of the base 10 that is inside the portion that extends around the axis by more than 2/3 of a turn in the radial direction (the radial direction perpendicular to the axis and centered on the axis) can be regarded as the core region 10X, and the region outside of that can be regarded as the margin region 10Y. If the coil conductor 25 does not have a portion that wraps around the coil axis Ax for more than 2/3 of a turn, and if the coil conductor 25 does not have a portion that extends circumferentially for more than 2/3 of a turn around any axis that extends parallel to the T-axis (for example, if the shape of the coil conductor 25 in a plan view is linear), there is no area in the base 10 that can be considered to be the core region 10X or the margin region 10Y.
コイル導体25の表面は、絶縁性に優れた絶縁材料から構成される絶縁被膜で覆われていてもよい。この絶縁被膜は、ポリウレタン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエステル-イミド等の絶縁性に優れた樹脂から構成されてもよい。基体10は、絶縁性に優れる絶縁材料から構成された基板を有していてもよく、コイル導体25はこの基板上に形成されていても良い。 The surface of the coil conductor 25 may be covered with an insulating coating made of an insulating material with excellent insulating properties. This insulating coating may be made of a resin with excellent insulating properties, such as polyurethane, polyamide-imide, polyimide, polyester, or polyester-imide. The base 10 may have a substrate made of an insulating material with excellent insulating properties, and the coil conductor 25 may be formed on this substrate.
本発明の一実施形態において、基体10は、複数の金属磁性粒子を含む磁性材料から構成される。図3を参照して、基体10の微細構造について説明する。図3は、基体10の断面を拡大して模式的に示す拡大断面図である。具体的には、図3は、図2に示されている領域Aを拡大して示している。図2は、コイル軸Axを通る平面でコイル部品1を切断した断面を示しており、領域Aは、図2に示されている基体10の断面の一部を示す。 In one embodiment of the present invention, the base 10 is composed of a magnetic material containing a plurality of metal magnetic particles. The microstructure of the base 10 will be described with reference to FIG. 3. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view that shows a schematic enlargement of the cross section of the base 10. Specifically, FIG. 3 shows an enlargement of region A shown in FIG. 2. FIG. 2 shows a cross section of the coil component 1 cut along a plane passing through the coil axis Ax, and region A shows a portion of the cross section of the base 10 shown in FIG. 2.
図3に示されているように、一実施形態における基体10は、複数の第1金属磁性粒子31と、複数の第2金属磁性粒子41と、を含む。本明細書では、基体10に含まれる複数の第1金属磁性粒子31をまとめて第1金属磁性粒子群と呼ぶことがあり、基体10に含まれる複数の第2金属磁性粒子41をまとめて第2金属磁性粒子群と呼ぶことがある。つまり、第1金属磁性粒子群は複数の第1金属磁性粒子31から構成され、第2金属磁性粒子群は複数の第2金属磁性粒子41から構成される。本明細書において、文脈上、第1金属磁性粒子31と第2金属磁性粒子41とを区別する必要がない場合には、説明の簡潔さのために、両者をまとめて「金属磁性粒子」と呼ぶことがある。 3, the substrate 10 in one embodiment includes a plurality of first metal magnetic particles 31 and a plurality of second metal magnetic particles 41. In this specification, the plurality of first metal magnetic particles 31 contained in the substrate 10 may be collectively referred to as a first metal magnetic particle group, and the plurality of second metal magnetic particles 41 contained in the substrate 10 may be collectively referred to as a second metal magnetic particle group. In other words, the first metal magnetic particle group is composed of a plurality of first metal magnetic particles 31, and the second metal magnetic particle group is composed of a plurality of second metal magnetic particles 41. In this specification, when it is not necessary to distinguish between the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 in the context, for the sake of simplicity, both may be collectively referred to as "metal magnetic particles".
第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41はそれぞれ、軟磁性金属材料から構成される。第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41はそれぞれ、Fe及びSiを含有する。幾つかの実施形態において、第2金属磁性粒子41におけるSiの含有率は、第1金属磁性粒子31におけるSiの含有率よりも小さい。第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41用の軟磁性金属材料として、例えば、(1)合金系のFe-Si-Cr、Fe-Si-Al、Fe-Si-B-P-Cu、(2)非晶質のFe―Si-Cr-B-CもしくはFe-Si-B-Cr、、または(3)これらの混合材料を用いることができる。第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41用の軟磁性金属材料は、上述のものには限られない。例えば、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41用の軟磁性金属材料は、上記の元素以外に、Zr、Nb、Cu、及びPのうちの少なくとも一つの元素を含むことができる。本発明の少なくとも一つの実施形態において、第1金属磁性粒子31におけるFeの含有比率と第2金属磁性粒子41におけるFeの含有比率との合計は、80wt%以上とされる。 The first metal magnetic particle 31 and the second metal magnetic particle 41 are each composed of a soft magnetic metal material. The first metal magnetic particle 31 and the second metal magnetic particle 41 each contain Fe and Si. In some embodiments, the content of Si in the second metal magnetic particle 41 is smaller than the content of Si in the first metal magnetic particle 31. As the soft magnetic metal material for the first metal magnetic particle 31 and the second metal magnetic particle 41, for example, (1) alloy-based Fe-Si-Cr, Fe-Si-Al, Fe-Si-B-P-Cu, (2) amorphous Fe-Si-Cr-B-C or Fe-Si-B-Cr, or (3) a mixed material thereof can be used. The soft magnetic metal material for the first metal magnetic particle 31 and the second metal magnetic particle 41 is not limited to the above. For example, the soft magnetic metal material for the first metal magnetic particle 31 and the second metal magnetic particle 41 can contain at least one element of Zr, Nb, Cu, and P in addition to the above elements. In at least one embodiment of the present invention, the sum of the Fe content in the first metal magnetic particles 31 and the Fe content in the second metal magnetic particles 41 is 80 wt % or more.
本発明の少なくとも一つの実施形態において、第1金属磁性粒子31の組成は、第2金属磁性粒子41の組成と異なっていてもよい。例えば、第1金属磁性粒子31は、第2金属磁性粒子41に含有されていない元素を含有していてもよい。例えば、第1金属磁性粒子31と第2金属磁性粒子41はいずれもFe及びSiを含有するが、一方のみにNb、Cu、及びCrのうちのいずれか一つが含まれていてもよい。例えば、第1金属磁性粒子群を構成する第1金属磁性粒子31の各々がFe、Si、Nb、Cu、B、Cを含有し、第2金属磁性粒子群を構成する第2金属磁性粒子41の各々がFe、Si、Cr、B、Cを含んでもよい。この場合、第1金属磁性粒子31に含まれているNb、Cuが第2金属磁性粒子41には含まれておらず、また、第2金属磁性粒子41に含まれているCrが第1金属磁性粒子31には含まれていない。このように、少なくとも一つの実施形態において、第1金属磁性粒子31は、含有する元素の相違に基づいて第2金属磁性粒子41から区別され得る。 In at least one embodiment of the present invention, the composition of the first metal magnetic particle 31 may be different from the composition of the second metal magnetic particle 41. For example, the first metal magnetic particle 31 may contain an element that is not contained in the second metal magnetic particle 41. For example, both the first metal magnetic particle 31 and the second metal magnetic particle 41 contain Fe and Si, but only one of them may contain any one of Nb, Cu, and Cr. For example, each of the first metal magnetic particles 31 constituting the first metal magnetic particle group may contain Fe, Si, Nb, Cu, B, and C, and each of the second metal magnetic particles 41 constituting the second metal magnetic particle group may contain Fe, Si, Cr, B, and C. In this case, the Nb and Cu contained in the first metal magnetic particle 31 are not contained in the second metal magnetic particle 41, and the Cr contained in the second metal magnetic particle 41 is not contained in the first metal magnetic particle 31. Thus, in at least one embodiment, the first metal magnetic particles 31 can be distinguished from the second metal magnetic particles 41 based on the difference in the elements they contain.
本発明の少なくとも一つの実施形態において、第1金属磁性粒子31は、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41がともに含有する元素の組成比の相違に基づいて第2金属磁性粒子41から区別できてもよい。例えば、本発明の少なくとも一つの実施形態において、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41がいずれもSiを含有する場合に、第1金属磁性粒子31におけるSiの含有比率は、第2金属磁性粒子41におけるSiの含有比率よりも高くてもよい。本発明の少なくとも一つの実施形態において、第1金属磁性粒子31におけるSiの含有比率は、2wt%以上である。第2金属磁性粒子41におけるSiの含有比率は、第1金属磁性粒子31におけるSiの含有比率よりも小さく、例えば、0.5wt%~2.0wt%である。 In at least one embodiment of the present invention, the first metal magnetic particle 31 may be distinguishable from the second metal magnetic particle 41 based on the difference in the composition ratio of elements contained in both the first metal magnetic particle 31 and the second metal magnetic particle 41. For example, in at least one embodiment of the present invention, when both the first metal magnetic particle 31 and the second metal magnetic particle 41 contain Si, the content ratio of Si in the first metal magnetic particle 31 may be higher than the content ratio of Si in the second metal magnetic particle 41. In at least one embodiment of the present invention, the content ratio of Si in the first metal magnetic particle 31 is 2 wt% or more. The content ratio of Si in the second metal magnetic particle 41 is smaller than the content ratio of Si in the first metal magnetic particle 31, for example, 0.5 wt% to 2.0 wt%.
本発明の少なくとも一つの実施形態において、第1金属磁性粒子31の各々の強度は、第2金属磁性粒子41の各々の強度よりも高い。例えば、第1金属磁性粒子31におけるSiの含有比率を第2金属磁性粒子41におけるSiの含有比率よりも高くすることにより、第1金属磁性粒子31の各々の強度を第2金属磁性粒子41の各々の強度よりも高くすることができる。これにより、基体10が圧縮成型プロセスにより作製される場合に、成型圧力が作用しやすい第1金属磁性粒子31の変形を抑制することができる。 In at least one embodiment of the present invention, the strength of each of the first metal magnetic particles 31 is higher than the strength of each of the second metal magnetic particles 41. For example, by making the Si content ratio in the first metal magnetic particles 31 higher than the Si content ratio in the second metal magnetic particles 41, the strength of each of the first metal magnetic particles 31 can be made higher than the strength of each of the second metal magnetic particles 41. This makes it possible to suppress deformation of the first metal magnetic particles 31, which are susceptible to the action of molding pressure, when the base 10 is produced by a compression molding process.
本明細書において金属磁性粒子の「強度」という場合には、金属磁性粒子に塑性変形が起こる場合の変形強度を意味してもよく、金属磁性粒子に弾性変形が起こる場合の変形強度を意味してもよい。金属磁性粒子の変形強度は、当該金属磁性粒子が圧縮される場合の変形に要する強度を表す。金属磁性粒子の強度は、当該金属磁性粒子の変形のしにくさを表す指標であり、例えば、JIS Z 8844:2019に従って測定される変形強度を意味する。第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41の強度は、市販の圧縮試験機(例えば、株式会社島津製作所から提供されているMCT510)によって測定することができる。例えば、複数の第1金属磁性粒子31の各々について粒子径の10%の圧縮変位に対する変形強度を求め、この各粒子についての変形強度の平均値を第1金属磁性粒子31の強度とすることができる。同様に、複数の第2金属磁性粒子41の各々について粒子径の10%の圧縮変位に対する変形強度を求め、この各粒子についての変形強度の平均値を第2金属磁性粒子41の強度とすることができる。第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41の強度は、基体10をT軸方向に沿って切断することで露出させた断面において、ビッカース硬度を測定し、この測定されたビッカース硬度を強度とすることもできる。この場合、ビッカース硬度の測定は、基体10に含まれている金属磁性粒子のうち5μm以上のものを選択し、その選択した粒子に対して行われる。ビッカース硬度は、市販のマイクロビッカース硬度試験機(例えば、株式会社マツザワから提供されているMMT-X7)によって測定することができる。本発明の少なくとも一つの実施形態においては、第1金属磁性粒子31の各々の強度が第2金属磁性粒子41の各々の強度よりも高いため、第1金属磁性粒子31の方が第2金属磁性粒子41よりも変形しにくい。このため、基体10を例えば圧縮成型法により作製する場合に、第1金属磁性粒子31の変形が抑制される。金属磁性粒子におけるSiの含有比率を高くすることにより、当該金属磁性粒子の強度を高くすることができる。また、金属磁性粒子の磁性材料として非晶質の材料を用いることにより、当該金属磁性粒子の強度を高くすることができる。非晶質の金属磁性粒子を加熱することにより、一部が結晶質で残部が非晶質の金属磁性粒子を形成することができる。このような一部が結晶質の金属磁性粒子も高い強度を有する。本発明の少なくとも一つの実施形態において、第1金属磁性粒子31の各々の強度及び第2金属磁性粒子41の各々の強度はそれぞれ500MPa以上とされる。本発明の少なくとも一つの実施形態において、第1金属磁性粒子31の各々の強度及び第2金属磁性粒子41の各々のビッカース硬度はそれぞれ1000Hv以上とされる。 In this specification, the "strength" of a metal magnetic particle may mean the deformation strength when plastic deformation occurs in the metal magnetic particle, or the deformation strength when elastic deformation occurs in the metal magnetic particle. The deformation strength of a metal magnetic particle represents the strength required for deformation when the metal magnetic particle is compressed. The strength of a metal magnetic particle is an index that represents the resistance of the metal magnetic particle to deformation, and means, for example, the deformation strength measured according to JIS Z 8844:2019. The strength of the first metal magnetic particle 31 and the second metal magnetic particle 41 can be measured by a commercially available compression tester (for example, MCT510 provided by Shimadzu Corporation). For example, the deformation strength for a compression displacement of 10% of the particle diameter is obtained for each of the multiple first metal magnetic particles 31, and the average value of the deformation strength for each particle can be used as the strength of the first metal magnetic particle 31. Similarly, the deformation strength for a compressive displacement of 10% of the particle diameter is obtained for each of the plurality of second metal magnetic particles 41, and the average value of the deformation strength for each particle can be taken as the strength of the second metal magnetic particles 41. The strength of the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 can also be determined by measuring the Vickers hardness on a cross section exposed by cutting the base 10 along the T-axis direction, and the measured Vickers hardness can be taken as the strength. In this case, the Vickers hardness is measured by selecting metal magnetic particles contained in the base 10 that are 5 μm or more in size, and the selected particles. The Vickers hardness can be measured by a commercially available micro Vickers hardness tester (for example, MMT-X7 provided by Matsuzawa Co., Ltd.). In at least one embodiment of the present invention, the strength of each of the first metal magnetic particles 31 is higher than the strength of each of the second metal magnetic particles 41, so that the first metal magnetic particles 31 are less likely to deform than the second metal magnetic particles 41. Therefore, when the base 10 is produced by, for example, a compression molding method, the deformation of the first metal magnetic particles 31 is suppressed. By increasing the content ratio of Si in the metal magnetic particles, the strength of the metal magnetic particles can be increased. In addition, by using an amorphous material as the magnetic material of the metal magnetic particles, the strength of the metal magnetic particles can be increased. By heating the amorphous metal magnetic particles, metal magnetic particles that are partially crystalline and the remaining portion amorphous can be formed. Such partially crystalline metal magnetic particles also have high strength. In at least one embodiment of the present invention, the strength of each of the first metal magnetic particles 31 and the strength of each of the second metal magnetic particles 41 are each set to 500 MPa or more. In at least one embodiment of the present invention, the strength of each of the first metal magnetic particles 31 and the Vickers hardness of each of the second metal magnetic particles 41 are each set to 1000 Hv or more.
本発明の少なくとも一つの実施形態において、基体10に含まれる複数の第1金属磁性粒子31の平均粒径(つまり、第1金属磁性粒子群の平均粒径)は、当該基体10に含まれる複数の第2金属磁性粒子41の平均粒径(つまり、第2金属磁性粒子群の平均粒径)よりも大きい。本発明の少なくとも一つの実施形態において、第1金属磁性粒子31の平均粒径は、第2金属磁性粒子41の平均粒径よりも2倍以上大きい。第1金属磁性粒子31の平均粒径は、例えば、4μm~30μmとされる。第2金属磁性粒子41の平均粒径は、例えば、0.2μm~6μmとされる。本明細書においては、第1金属磁性粒子群の平均粒径を第1平均粒径と呼び、第2金属磁性粒子群の平均粒径を第2平均粒径と呼ぶことがある。第1平均粒径及び第2平均粒径は、例えば、以下のようにして求められる。まず、基体10をT軸方向に沿って切断して断面を露出させ、その断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により2000倍~5000倍の倍率で撮影してSEM像を得る。また、このSEM像の視野内でSEM-EDSマッピングを行って第1金属磁性粒子31と第2金属磁性粒子41とを識別する。例えば、第1金属磁性粒子31は、第2金属磁性粒子41よりもSiの含有比率が高いので、Siの含有比率が所定値より大きいか否かを基準として、基体10に含まれる金属磁性粒子を第1金属磁性粒子31と第2金属磁性粒子41とに分けることができる。そして、当該SEM像において、第1金属磁性粒子31の粒度分布(例えば、体積基準の粒度分布)を求め、この粒度分布の50%値(D50)を第1金属磁性粒子群の平均粒径(第1平均粒径)とすることができる。同様に、当該SEM像において、第2金属磁性粒子41の粒度分布を求め、この粒度分布の50%値を第2金属磁性粒子群の平均粒径(第2平均粒径)とすることができる。本発明の少なくとも一つの実施形態において、第1平均粒径は、第2平均粒径よりも5倍以上大きい。本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、基体10が第1平均粒径を有する複数の第1金属磁性粒子31及び第1平均粒径よりも小さな第2平均粒径を有する複数の第2金属磁性粒子を含むため、第1金属磁性粒子31の間に第2金属磁性粒子41が入り込むことで基体10における金属磁性粒子の充填率を高めることができる。 In at least one embodiment of the present invention, the average particle size of the first metal magnetic particles 31 contained in the base 10 (i.e., the average particle size of the first metal magnetic particle group) is larger than the average particle size of the second metal magnetic particles 41 contained in the base 10 (i.e., the average particle size of the second metal magnetic particle group). In at least one embodiment of the present invention, the average particle size of the first metal magnetic particles 31 is more than twice as large as the average particle size of the second metal magnetic particles 41. The average particle size of the first metal magnetic particles 31 is, for example, 4 μm to 30 μm. The average particle size of the second metal magnetic particles 41 is, for example, 0.2 μm to 6 μm. In this specification, the average particle size of the first metal magnetic particle group may be referred to as the first average particle size, and the average particle size of the second metal magnetic particle group may be referred to as the second average particle size. The first average particle size and the second average particle size may be obtained, for example, as follows. First, the base 10 is cut along the T-axis direction to expose the cross section, and the cross section is photographed at a magnification of 2000 times to 5000 times with a scanning electron microscope (SEM) to obtain an SEM image. Also, SEM-EDS mapping is performed within the field of view of this SEM image to identify the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41. For example, since the first metal magnetic particles 31 have a higher Si content than the second metal magnetic particles 41, the metal magnetic particles contained in the base 10 can be divided into the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 based on whether the Si content is greater than a predetermined value. Then, in the SEM image, the particle size distribution of the first metal magnetic particles 31 (for example, a volume-based particle size distribution) is obtained, and the 50% value (D50) of this particle size distribution can be taken as the average particle size (first average particle size) of the first metal magnetic particle group. Similarly, in the SEM image, the particle size distribution of the second metal magnetic particles 41 is obtained, and the 50% value of this particle size distribution can be taken as the average particle size (second average particle size) of the second metal magnetic particle group. In at least one embodiment of the present invention, the first average particle size is five times or more larger than the second average particle size. According to at least one embodiment of the present invention, the base 10 includes a plurality of first metal magnetic particles 31 having a first average particle size and a plurality of second metal magnetic particles having a second average particle size smaller than the first average particle size, so that the second metal magnetic particles 41 penetrate between the first metal magnetic particles 31, thereby increasing the filling rate of the metal magnetic particles in the base 10.
幾つかの実施形態において、基体10は、質量比で、第1金属磁性粒子31を第2金属磁性粒子41よりも多く含む。本発明の少なくとも一つの実施形態において、基体10は、第1金属磁性粒子群及び第2金属磁性粒子群を重量比で60:40~80:20の範囲で含む。すなわち、基体10における第1金属磁性粒子群及び第2金属磁性粒子群の質量の合計を100wt%としたときに、基体10は、第1金属磁性粒子群を60~80wt%の範囲で含有し、第2金属磁性粒子群を20~40wt%の範囲で含有する。このように、基体10においては、第1金属磁性粒子群の重量比は、第2金属磁性粒子群の重量比よりも大きい。大径の第1金属磁性粒子31を質量比で多く含むことにより、基体10の透磁率を高めることができる。 In some embodiments, the base 10 contains more first metal magnetic particles 31 than second metal magnetic particles 41 in terms of mass ratio. In at least one embodiment of the present invention, the base 10 contains the first metal magnetic particle group and the second metal magnetic particle group in a weight ratio range of 60:40 to 80:20. That is, when the total mass of the first metal magnetic particle group and the second metal magnetic particle group in the base 10 is 100 wt%, the base 10 contains the first metal magnetic particle group in a range of 60 to 80 wt% and the second metal magnetic particle group in a range of 20 to 40 wt%. Thus, in the base 10, the weight ratio of the first metal magnetic particle group is greater than the weight ratio of the second metal magnetic particle group. By containing a large number of large-diameter first metal magnetic particles 31 in terms of mass ratio, the magnetic permeability of the base 10 can be increased.
本発明の少なくとも一つの実施形態においては、基体10は、複数の第1金属磁性粒子31及び複数の第2金属磁性粒子41に加えて、複数の第3金属磁性粒子(不図示)を含んでもよい。基体10に含まれる複数の第3金属磁性粒子をまとめて第3金属磁性粒子群と呼ぶことがある。複数の第3金属磁性粒子の平均粒径は、複数の第2金属磁性粒子41の平均粒径(第2平均粒径)よりも小さくてもよい。例えば、複数の第3金属磁性粒子の粒径は、第2平均粒径の0.75倍以下とされる。複数の第3金属磁性粒子の平均粒径(つまり、第3金属磁性粒子群の平均粒径)は、例えば、0.1μm~3μmとされる。本発明の少なくとも一つの実施形態において、基体10は、第1金属磁性粒子群、第2金属磁性粒子群、及び第3金属磁性粒子群の質量の合計を100wt%としたときに、第3金属磁性粒子群を0~5wt%の範囲で含有することができる。第3金属磁性粒子の組成は、第1金属磁性粒子31の組成及び第2金属磁性粒子41の組成のいずれとも異なっていてもよい。この場合、第3金属磁性粒子は、含有する元素の相違に基づいて、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41と区別できる。第3金属磁性粒子は、含有する元素の組成比の相違に基づいて第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41から区別できてもよい。第3金属磁性粒子は、第1金属磁性粒子31の間の隙間、第2金属磁性粒子41の間の隙間、及び第1金属磁性粒子31と第2金属磁性粒子41との間の隙間を充填することができるので、基体10の機械的強度を高めることができる。更には、基体10は、複数の第4金属磁性粒子を含んでもよい。複数の第4金属磁性粒子の平均粒径は、複数の第3金属磁性粒子の平均粒径(第3平均粒径)よりも小さい。 In at least one embodiment of the present invention, the base 10 may include a plurality of third metal magnetic particles (not shown) in addition to the plurality of first metal magnetic particles 31 and the plurality of second metal magnetic particles 41. The plurality of third metal magnetic particles contained in the base 10 may be collectively referred to as a third metal magnetic particle group. The average particle size of the plurality of third metal magnetic particles may be smaller than the average particle size (second average particle size) of the plurality of second metal magnetic particles 41. For example, the particle size of the plurality of third metal magnetic particles is 0.75 times or less of the second average particle size. The average particle size of the plurality of third metal magnetic particles (i.e., the average particle size of the third metal magnetic particle group) is, for example, 0.1 μm to 3 μm. In at least one embodiment of the present invention, the base 10 may contain the third metal magnetic particle group in a range of 0 to 5 wt % when the total mass of the first metal magnetic particle group, the second metal magnetic particle group, and the third metal magnetic particle group is 100 wt %. The composition of the third metal magnetic particles may be different from both the composition of the first metal magnetic particles 31 and the composition of the second metal magnetic particles 41. In this case, the third metal magnetic particles can be distinguished from the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 based on the difference in the elements contained therein. The third metal magnetic particles may be distinguished from the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 based on the difference in the composition ratio of the elements contained therein. The third metal magnetic particles can fill the gaps between the first metal magnetic particles 31, the gaps between the second metal magnetic particles 41, and the gaps between the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41, thereby increasing the mechanical strength of the base 10. Furthermore, the base 10 may include a plurality of fourth metal magnetic particles. The average particle size of the plurality of fourth metal magnetic particles is smaller than the average particle size (third average particle size) of the plurality of third metal magnetic particles.
本発明の少なくとも一つの実施形態において、基体10は、アルミナ粒子、シリカ粒子、又はこれらの混合粒子を含むことができる。基体10がアルミナ粒子、シリカ粒子、又はこれらの混合粒子を含むことにより、基体10の線膨張係数を低くし、機械的強度を高くすることができる。 In at least one embodiment of the present invention, the substrate 10 can contain alumina particles, silica particles, or mixed particles thereof. By containing alumina particles, silica particles, or mixed particles thereof, the linear expansion coefficient of the substrate 10 can be reduced and the mechanical strength can be increased.
本発明の少なくとも一つの実施形態において、複数の第1金属磁性粒子31の円形度の平均を表す第1平均円形度は、0.7以上である。本発明の少なくとも一つの実施形態において、複数の第2金属磁性粒子41の円形度の平均を表す第2平均円形度は、0.8以上である。基体10に含まれる複数の第2金属磁性粒子41の平均円形度は、基体10に含まれる複数の第1金属磁性粒子31の平均円形度よりも高い。基体10において、複数の第1金属磁性粒子31は0.7以上の大きな第1平均円形度を有し、複数の第2金属磁性粒子41は、第1平均円形度よりも大きな第2平均円形度を有するので、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41に生じる応力歪が抑制されており、応力歪の増大に起因する基体10の透磁率の低下が抑制される。 In at least one embodiment of the present invention, the first average circularity representing the average circularity of the plurality of first metal magnetic particles 31 is 0.7 or more. In at least one embodiment of the present invention, the second average circularity representing the average circularity of the plurality of second metal magnetic particles 41 is 0.8 or more. The average circularity of the plurality of second metal magnetic particles 41 contained in the base 10 is higher than the average circularity of the plurality of first metal magnetic particles 31 contained in the base 10. In the base 10, the plurality of first metal magnetic particles 31 have a large first average circularity of 0.7 or more, and the plurality of second metal magnetic particles 41 have a second average circularity larger than the first average circularity, so that the stress distortion occurring in the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 is suppressed, and the decrease in the magnetic permeability of the base 10 due to the increase in stress distortion is suppressed.
基体10を圧縮成型法で作製する場合には、比較的大径の第1金属磁性粒子31に圧縮応力が作用しやすい。このため、基体10の製造時には、第1金属磁性粒子31に大きな歪が生じやすい。金属磁性粒子のヤング率は、Siの含有比率が高いほど大きくなる傾向がある。よって、第1金属磁性粒子31におけるSiの含有比率を第2金属磁性粒子41におけるSiの含有比率よりも大きくすることにより、第1金属磁性粒子31に生じる歪を抑制することができる。 When the base 10 is produced by compression molding, compressive stress is likely to act on the first metal magnetic particles 31, which have a relatively large diameter. For this reason, large distortion is likely to occur in the first metal magnetic particles 31 during the production of the base 10. The Young's modulus of the metal magnetic particles tends to increase as the Si content ratio increases. Therefore, by making the Si content ratio in the first metal magnetic particles 31 greater than the Si content ratio in the second metal magnetic particles 41, distortion occurring in the first metal magnetic particles 31 can be suppressed.
第2金属磁性粒子41は、第1金属磁性粒子31と比べてSiの含有比率が小さいが、第2平均円形度が第1平均円形度よりも大きいので、第2金属磁性粒子41に生じる歪みも抑制されている。第2金属磁性粒子41の原料として、第1金属磁性粒子31の原料となる磁性粉よりも高い円形度を有する磁性粉を用いることにより、第2金属磁性粒子41の原料粉に残留している歪を、第1金属磁性粒子31の原料粉に残留している歪よりも小さくすることができる。基体10の製造時の圧縮プロセスにおいて、第2金属磁性粒子41の原料となる磁性粉は、第1金属磁性粒子31の原料となる磁性粉よりも小径であるため成型圧力を受けにくい。このため、第2金属磁性粒子41(又はその原料粉)には、圧縮成型プロセスにおいても歪が生じにくい。このように、第2金属磁性粒子41におけるSiの含有比率は、第1金属磁性粒子31におけるSiの含有比率と比べて小さいにもかかわらず、第2金属磁性粒子41への歪の発生が抑制されている。 The second metal magnetic particles 41 have a smaller Si content than the first metal magnetic particles 31, but the second average circularity is larger than the first average circularity, so that the distortion occurring in the second metal magnetic particles 41 is also suppressed. By using a magnetic powder having a higher circularity than the magnetic powder that is the raw material of the first metal magnetic particles 31 as the raw material of the second metal magnetic particles 41, the distortion remaining in the raw material powder of the second metal magnetic particles 41 can be made smaller than the distortion remaining in the raw material powder of the first metal magnetic particles 31. In the compression process during the manufacture of the base 10, the magnetic powder that is the raw material of the second metal magnetic particles 41 is smaller in diameter than the magnetic powder that is the raw material of the first metal magnetic particles 31, so it is less likely to be subjected to molding pressure. Therefore, the second metal magnetic particles 41 (or the raw material powder) is less likely to be distorted even in the compression molding process. In this way, even though the Si content ratio in the second metal magnetic particles 41 is smaller than the Si content ratio in the first metal magnetic particles 31, the occurrence of distortion in the second metal magnetic particles 41 is suppressed.
第2金属磁性粒子41は、第2金属磁性粒子31よりもSiの含有比率が小さいので、Feの含有比率を高めることができる。よって、基体10に第2金属磁性粒子41を含有させることにより、金属磁性粒子に残存する歪に起因するコアロスを抑制しつつ、基体10の磁気飽和を向上させることができる。 The second metal magnetic particles 41 have a smaller Si content than the second metal magnetic particles 31, so the Fe content can be increased. Therefore, by including the second metal magnetic particles 41 in the base 10, it is possible to improve the magnetic saturation of the base 10 while suppressing core loss caused by distortion remaining in the metal magnetic particles.
また、金属磁性粒子の円形度が高いほど、当該金属磁性粒子の表面積は小さくなる。第2金属磁性粒子群の第2平均円形度が第1金属磁性粒子群の第1平均円形度よりも大きい場合には、第2金属磁性粒子の表面積を小さくすることができる。これにより、第2金属磁性粒子41の凝集を抑制することができる。第2金属磁性粒子41が凝集すると、第1金属磁性粒子31間の隙間に入り込む第2金属磁性粒子41が不足し、その結果、基体1における金属磁性粒子の充填率が低下する。よって、第2金属磁性粒子群の第2平均円形度が第1金属磁性粒子群の第1平均円形度よりも大きくして第2金属磁性粒子41の表面積を小さくすることにより、第2金属磁性粒子41の凝集を抑制し、その結果、第2金属磁性粒子41の凝集に起因する基体10における金属磁性粒子の充填率の低下を抑制することができる。 In addition, the higher the circularity of the metal magnetic particles, the smaller the surface area of the metal magnetic particles. When the second average circularity of the second metal magnetic particle group is greater than the first average circularity of the first metal magnetic particle group, the surface area of the second metal magnetic particles can be reduced. This can suppress the aggregation of the second metal magnetic particles 41. When the second metal magnetic particles 41 aggregate, there is a shortage of the second metal magnetic particles 41 that enter the gaps between the first metal magnetic particles 31, and as a result, the filling rate of the metal magnetic particles in the base 1 decreases. Therefore, by making the second average circularity of the second metal magnetic particle group greater than the first average circularity of the first metal magnetic particle group and reducing the surface area of the second metal magnetic particles 41, the aggregation of the second metal magnetic particles 41 can be suppressed, and as a result, the decrease in the filling rate of the metal magnetic particles in the base 10 caused by the aggregation of the second metal magnetic particles 41 can be suppressed.
基体10における第1金属磁性粒子31の平均円形度は、以下のようにして算出できる。まず、平均粒径の算出時と同様に基体10をT軸に沿って(コイル軸Axに沿って)切断して基体10の断面を露出させ、当該断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により例えば500倍から10000倍の倍率で撮影したSEM像を取得し、このSEM像の視野内でSEM-EDSマッピングを行って第1金属磁性粒子31と第2金属磁性粒子41とを識別する。既述のとおり、特定の元素(例えば、Si)の含有比率が所定値より大きいか否かを基準として、基体10に含まれる金属磁性粒子を第1金属磁性粒子31と第2金属磁性粒子41とに分けることができる。そして、市販の画像処理ソフトウェア(例えば、株式会社マウンテックから提供されているMac-View)を用いて当該SEM像に含まれる第1金属磁性粒子31の各々の円形度を算出し、その算出した円形度の平均値を第1平均円形度とする。同様に、上記のSEM像に含まれる第2金属磁性粒子41の各々の円形度を算出し、その算出した円形度の平均値を第2平均円形度とする。SEM像を取得する際の倍率は、観察対象の第1金属磁性粒子31及び/又は第2金属磁性粒子41の粒径によって変更され得る。 The average circularity of the first metal magnetic particles 31 in the base 10 can be calculated as follows. First, the base 10 is cut along the T axis (along the coil axis Ax) in the same manner as in the calculation of the average particle size to expose the cross section of the base 10, and an SEM image of the cross section is obtained by photographing the cross section with a scanning electron microscope (SEM) at a magnification of, for example, 500 to 10,000 times, and SEM-EDS mapping is performed within the field of view of this SEM image to identify the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41. As described above, the metal magnetic particles contained in the base 10 can be divided into the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 based on whether the content ratio of a specific element (for example, Si) is greater than a predetermined value. Then, the circularity of each of the first metal magnetic particles 31 contained in the SEM image is calculated using commercially available image processing software (for example, Mac-View provided by Mountec Co., Ltd.), and the average value of the calculated circularities is taken as the first average circularity. Similarly, the circularity of each of the second metal magnetic particles 41 contained in the SEM image is calculated, and the average value of the calculated circularities is set as the second average circularity. The magnification when acquiring the SEM image can be changed depending on the particle size of the first metal magnetic particles 31 and/or the second metal magnetic particles 41 to be observed.
本発明の少なくとも一つの実施形態において基体10に含まれる複数の第1金属磁性粒子31の第1平均円形度は0.7以上であり、複数の第2金属磁性粒子41の第2平均円形度はいずれも0.8以上であるため、基体10の断面において第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41の各々は、概して、図3に例示されているような比較的複雑でない(すなわち、円に近い)形状を有する。本発明の実施形態と比較するために、従来のコイル部品の基体の断面の例を図4に示す。従来のコイル部品においては、400MPa~800MPa程度の比較的高い成型圧力で金属磁性粒子が圧縮されるため、従来のコイル部品の基体に含まれている金属磁性粒子51は、圧縮成型過程で変形を受け図4に示されているような複雑な形状を有する。図3と図4とを比較すると、本発明の実施携帯における第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41の各々の外周面は内側に向かって凹む凹部を有していないのに対して、従来のコイル部品における金属磁性粒子51の少なくとも一部は、内側に凹む凹部を有している。このような凹部は、特許文献1において図1として提出されている写真でも確認することができる。 In at least one embodiment of the present invention, the first average circularity of the plurality of first metal magnetic particles 31 contained in the base 10 is 0.7 or more, and the second average circularity of the plurality of second metal magnetic particles 41 is both 0.8 or more, so that in the cross section of the base 10, the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 generally have a relatively uncomplicated (i.e., close to a circle) shape as illustrated in FIG. 3. For comparison with the embodiment of the present invention, an example of a cross section of the base of a conventional coil component is shown in FIG. 4. In the conventional coil component, the metal magnetic particles are compressed at a relatively high molding pressure of about 400 MPa to 800 MPa, so that the metal magnetic particles 51 contained in the base of the conventional coil component are deformed during the compression molding process and have a complex shape as shown in FIG. 4. Comparing FIG. 3 and FIG. 4, the outer peripheral surfaces of the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 in the embodiment of the present invention do not have a recess that recesses inward, whereas at least a portion of the metal magnetic particles 51 in the conventional coil component have a recess that recesses inward. Such recesses can also be seen in the photograph submitted as Figure 1 in Patent Document 1.
本発明の少なくとも一つの実施形態において、基体10に含まれる金属磁性粒子(例えば、第1金属磁性粒子31や第2金属磁性粒子41)の原料粉は、アトマイズ法で製造されてもよい。第1金属磁性粒子31や第2金属磁性粒子41の原料粉は、アトマイズ法以外に、様々な気相法、液相法、又は固相法によって製造され得る。気相法においては、原料ガスをレーザーやアークなどの熱源により加熱することで、原料ガス中のモノマを凝縮してナノ粒子が得られる。気相法には、CVD法、気相合成法、及び蒸発・凝縮法が含まれる。第1金属磁性粒子31や第2金属磁性粒子41の原料となる磁性粉としては、塊を粉砕するブレイクダウン法によって製造された粉末よりも、分子レベルの原料を気相法、液相法、又は固相法で成長又は凝集させるビルドアップ法で製造された粉末を用いることが望ましい。これは、ブレイクダウン法で製造された磁性粉には、ビルドアップ法で製造された磁性粉に比べて、大きな応力歪が生じやすいためである。 In at least one embodiment of the present invention, the raw material powder of the metal magnetic particles (for example, the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41) contained in the base 10 may be manufactured by an atomization method. The raw material powder of the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 can be manufactured by various gas phase methods, liquid phase methods, or solid phase methods other than the atomization method. In the gas phase method, the raw material gas is heated by a heat source such as a laser or an arc, and the monomers in the raw material gas are condensed to obtain nanoparticles. The gas phase method includes a CVD method, a gas phase synthesis method, and an evaporation and condensation method. As the magnetic powder that is the raw material of the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41, it is preferable to use a powder manufactured by a build-up method in which molecular-level raw materials are grown or aggregated by a gas phase method, liquid phase method, or solid phase method, rather than a powder manufactured by a breakdown method in which a lump is crushed. This is because the magnetic powder manufactured by the breakdown method is more likely to generate large stress distortion than the magnetic powder manufactured by the build-up method.
既述のとおり、基体10は、コア領域10Xと、マージン領域10Yと、を有することができる。コア領域10Xにおける第1平均円形度とマージン領域10Yにおける第1平均円形度と異なっていてもよい。例えば、コア領域10Xにおける第1平均円形度は、マージン領域10Yにおける第1平均円形度よりも大きくてもよい。コイル導体25に電流が流れる際に生じる磁束の磁束密度が大きいコア領域10Xにおける第1平均円形度をマージン領域10Yにおける第1平均円形度よりも高くすることで、基体10の透磁率をさらに向上させることができる。同様に、本発明の少なくとも一つの実施形態において、コア領域10Xにおける第2平均円形度は、マージン領域10Yにおける第2平均円形度よりも大きくてもよい。 As described above, the base 10 can have a core region 10X and a margin region 10Y. The first average circularity in the core region 10X may be different from the first average circularity in the margin region 10Y. For example, the first average circularity in the core region 10X may be greater than the first average circularity in the margin region 10Y. By making the first average circularity in the core region 10X, where the magnetic flux density of the magnetic flux generated when a current flows through the coil conductor 25, higher than the first average circularity in the margin region 10Y, the magnetic permeability of the base 10 can be further improved. Similarly, in at least one embodiment of the present invention, the second average circularity in the core region 10X may be greater than the second average circularity in the margin region 10Y.
コア領域10Xにおける第1平均円形度とマージン領域10Yにおける第1平均円形度とが異なる場合には、両者の差は、コア領域10Xにおける第1平均円形度の5%以下とされる。基体10において、コア領域10Xにおける第1平均円形度とマージン領域10Yにおける第1平均円形度との差を所定の範囲内(例えば、コア領域10Xにおける第1平均円形度の5%以下)とすることにより、基体10において第1金属磁性粒子31が均一に分布する。同様に、コア領域10Xにおける第2平均円形度とマージン領域10Yにおける第2平均円形度とが異なる場合には、両者の差は、コア領域10Xにおける第2平均円形度の5%以下とされる。基体10において、コア領域10Xにおける第2平均円形度とマージン領域10Yにおける第2平均円形度との差を所定の範囲内(例えば、コア領域10Xにおける第2平均円形度の5%以下)とすることにより、基体10において第2金属磁性粒子41が均一に分布する。基体10において第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41を均一に分布させることにより、コイル導体25に電流が流れた際に基体10内の一部の領域に局所的に磁束が集中することを防止できる。また、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41を基体10内に均一に分布させることにより、基体10における金属磁性粒子の充填率を高くすることができる。 When the first average circularity in the core region 10X and the first average circularity in the margin region 10Y are different, the difference between the two is 5% or less of the first average circularity in the core region 10X. In the base 10, the difference between the first average circularity in the core region 10X and the first average circularity in the margin region 10Y is set within a predetermined range (for example, 5% or less of the first average circularity in the core region 10X), so that the first metal magnetic particles 31 are uniformly distributed in the base 10. Similarly, when the second average circularity in the core region 10X and the second average circularity in the margin region 10Y are different, the difference between the two is 5% or less of the second average circularity in the core region 10X. In the base 10, the difference between the second average circularity in the core region 10X and the second average circularity in the margin region 10Y is within a predetermined range (for example, 5% or less of the second average circularity in the core region 10X), so that the second metal magnetic particles 41 are uniformly distributed in the base 10. By uniformly distributing the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 in the base 10, it is possible to prevent local concentration of magnetic flux in a certain region in the base 10 when a current flows through the coil conductor 25. In addition, by uniformly distributing the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 in the base 10, it is possible to increase the filling rate of the metal magnetic particles in the base 10.
上述したように、本発明の少なくとも一つの実施形態において、基体10は、第1金属磁性粒子31及び/又は第2金属磁性粒子41の表面の形状に従って変形しやすい第3金属磁性粒子を含むことができる。これにより、第3金属磁性粒子によって、第1金属磁性粒子31の間、第2金属磁性粒子41の間、及び/又は第1金属磁性粒子31と第2金属磁性粒子41との間に入り込んだ第3金属磁性粒子によって基体10の機械的強度を効果的に改善することができる。この場合、基体10に含まれる複数の第3金属磁性粒子の平均円形度(本明細書において、「第3平均円形度」と呼ぶ。)は、第2平均円形度よりも小さい。上述したように、複数の第4金属磁性粒子を含むことができる。基体10に含まれる複数の第4金属磁性粒子の平均円形度(本明細書において、「第4平均円形度」と呼ぶ。)は、第3平均円形度よりも小さい。 As described above, in at least one embodiment of the present invention, the base 10 can include third metal magnetic particles that are easily deformed according to the surface shape of the first metal magnetic particles 31 and/or the second metal magnetic particles 41. This allows the third metal magnetic particles to effectively improve the mechanical strength of the base 10 by the third metal magnetic particles that have entered between the first metal magnetic particles 31, between the second metal magnetic particles 41, and/or between the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41. In this case, the average circularity of the multiple third metal magnetic particles contained in the base 10 (referred to as the "third average circularity" in this specification) is smaller than the second average circularity. As described above, the base 10 can include multiple fourth metal magnetic particles. The average circularity of the multiple fourth metal magnetic particles contained in the base 10 (referred to as the "fourth average circularity" in this specification) is smaller than the third average circularity.
本発明の少なくとも一つの実施形態において、第3平均円形度は、第2平均円形度より高くてもよい。本発明の少なくとも一つの実施形態において、第3金属磁性粒子の第3平均円形度は、0.8以上であってもよい。第3平均円形度が第2平均円形度よりも大きい場合には、第3金属磁性粒子の表面積を小さくすることができので、これにより、第3金属磁性粒子の凝集を抑制することができる。これにより、第3金属磁性粒子の凝集に起因する充填率の低下は抑制され、基体10における金属磁性粒子の充填率を向上させることができる。このようにして得られた基体10は充填率の増加に伴い、透磁率を高めることができる。 In at least one embodiment of the present invention, the third average circularity may be higher than the second average circularity. In at least one embodiment of the present invention, the third average circularity of the third metal magnetic particles may be 0.8 or more. When the third average circularity is higher than the second average circularity, the surface area of the third metal magnetic particles can be reduced, thereby suppressing aggregation of the third metal magnetic particles. This suppresses a decrease in the filling rate caused by aggregation of the third metal magnetic particles, and the filling rate of the metal magnetic particles in the base 10 can be improved. The base 10 obtained in this manner can increase the magnetic permeability as the filling rate increases.
第3金属磁性粒子におけるSiの含有比率は、第1金属磁性粒子31におけるSiの含有比率より小さくともよい。第3金属磁性粒子は、Siを含まなくともよい。また、第3金属磁性粒子におけるFeの含有比率は、第1金属磁性粒子31におけるFeの含有比率より大きくともよい。よって、基体10に第3金属磁性粒子を含有させることにより、金属磁性粒子に残存する歪に起因するコアロスを抑制しつつ、基体10における充填率の増加に伴い、基体10の透磁率を向上させることができる。 The Si content in the third metal magnetic particles may be smaller than the Si content in the first metal magnetic particles 31. The third metal magnetic particles may not contain Si. The Fe content in the third metal magnetic particles may be larger than the Fe content in the first metal magnetic particles 31. Thus, by including the third metal magnetic particles in the base 10, the core loss caused by the distortion remaining in the metal magnetic particles can be suppressed, while the magnetic permeability of the base 10 can be improved as the filling rate in the base 10 increases.
第4金属磁性粒子におけるSiの含有比率は、第1金属磁性粒子31におけるSiの含有比率より小さくともよい。第4金属磁性粒子は、Siを含まなくともよい。また、第4金属磁性粒子におけるFeの含有比率は、第1金属磁性粒子31におけるFeの含有比率より大きくともよい。よって、基体10に第4金属磁性粒子を含有させることにより、金属磁性粒子に残存する歪に起因するコアロスを抑制しつつ、基体10の充填率の増加により、透磁率を向上させることができる。 The Si content in the fourth metal magnetic particles may be smaller than the Si content in the first metal magnetic particles 31. The fourth metal magnetic particles may not contain Si. The Fe content in the fourth metal magnetic particles may be larger than the Fe content in the first metal magnetic particles 31. Thus, by including the fourth metal magnetic particles in the base 10, it is possible to suppress core loss caused by distortion remaining in the metal magnetic particles, while increasing the filling rate of the base 10 to improve magnetic permeability.
基体10に含まれる複数の金属磁性粒子の各々は、隣接する金属磁性粒子と絶縁膜を介して結合してもよい。絶縁膜は、金属磁性粒子の構成元素の酸化物を含んでもよいし、金属磁性粒子の構成元素以外の絶縁性の材料から形成されてもよい。 Each of the multiple metal magnetic particles contained in the substrate 10 may be bonded to adjacent metal magnetic particles via an insulating film. The insulating film may contain an oxide of the constituent elements of the metal magnetic particles, or may be formed from an insulating material other than the constituent elements of the metal magnetic particles.
基体10は、樹脂を含んでもよい。基体10は、例えば、図3に示されているように、金属磁性粒子同士を結合する樹脂製の結合材36を含んでいてもよい。結合材36は、例えば、絶縁性に優れた熱硬化性樹脂からなる。結合材36用の樹脂材料として、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリスチレン(PS)樹脂、高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂、ポリオキシメチレン(POM)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリフッ化ビニルデン(PVDF)樹脂、フェノール(Phenolic)樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)樹脂又はポリベンゾオキサゾール(PBO)樹脂が用いられ得る。本発明の少なくとも一つの実施形態において、基体10に含まれる樹脂の含有比率は、基体10に含まれる金属磁性粒子の質量の合計を100wt%としたときに、1~3wt%とされる。 The base 10 may contain a resin. For example, as shown in FIG. 3, the base 10 may contain a resin binder 36 that bonds the metal magnetic particles together. The binder 36 is made of, for example, a thermosetting resin with excellent insulating properties. For example, epoxy resin, polyimide resin, polystyrene (PS) resin, high density polyethylene (HDPE) resin, polyoxymethylene (POM) resin, polycarbonate (PC) resin, polyvinylidene fluoride (PVDF) resin, phenolic resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, or polybenzoxazole (PBO) resin may be used as the resin material for the binder 36. In at least one embodiment of the present invention, the content ratio of the resin contained in the base 10 is 1 to 3 wt % when the total mass of the metal magnetic particles contained in the base 10 is 100 wt %.
続いて、本発明の一実施形態によるコイル部品1の製造方法の例について説明する。以下では、圧縮成型法を利用するコイル部品1の製造方法の一例を説明する。圧縮成型法を利用するコイル部品1の製造方法は、金属磁性粒子と樹脂を混練して混合樹脂組成物を生成する準備工程と、この混合樹脂組成物を圧縮成型して成型体を形成する圧縮成型工程と、当該圧縮成型工程により得られた成型体を加熱する熱処理工程と、を備える。 Next, an example of a manufacturing method for the coil component 1 according to one embodiment of the present invention will be described. An example of a manufacturing method for the coil component 1 using a compression molding method will be described below. The manufacturing method for the coil component 1 using a compression molding method includes a preparation step of kneading metal magnetic particles and resin to produce a mixed resin composition, a compression molding step of compression molding the mixed resin composition to form a molded body, and a heat treatment step of heating the molded body obtained by the compression molding step.
準備工程においては、まず、第1金属磁性粒子31の原料である第1磁性粉と第2金属磁性粒子41の原料である第2磁性粉との混合粉末を樹脂及び希釈溶剤と混練して混合樹脂組成物を生成する。基体が第3金属磁性粒子も含む場合には、混合粉末には、第3金属磁性粒子の原料となる第3磁性粉が含まれる。本発明の少なくとも一つの実施形態においては、混合樹脂組成物中の原料となる第1磁性粉、第2磁性粉、及び第3磁性粉として、平均円形度が0.9以上の粒子が用いられる。第1金属磁性粒子31、第2金属磁性粒子41、及び第3金属磁性粒子の平均円形度は、後段の圧縮成型工程において圧縮力による変形を受けることで低下し得るが、準備工程においては0.9以上であってもよい。 In the preparation step, first, a mixed powder of the first magnetic powder, which is the raw material of the first metal magnetic particles 31, and the second magnetic powder, which is the raw material of the second metal magnetic particles 41, is kneaded with a resin and a diluent solvent to produce a mixed resin composition. When the base also contains a third metal magnetic particle, the mixed powder contains a third magnetic powder, which is the raw material of the third metal magnetic particle. In at least one embodiment of the present invention, particles with an average circularity of 0.9 or more are used as the first magnetic powder, the second magnetic powder, and the third magnetic powder, which are raw materials in the mixed resin composition. The average circularity of the first metal magnetic particles 31, the second metal magnetic particles 41, and the third metal magnetic particles may decrease due to deformation caused by a compression force in the subsequent compression molding step, but may be 0.9 or more in the preparation step.
次に、圧縮成型工程において成型金型内に予め準備したコイル導体25を配置し、コイル導体25が設置された成型金型内に上記のようにして生成した混合樹脂組成物を入れ、この成型金型内の混合樹脂組成物を加熱しながら適切な成型圧力で加圧することで、内部にコイル導体25を含む成型体を作製する。本発明の少なくとも一つの実施形態において、適切な成型圧力は100MPa以下である。成型圧力が高すぎると金属磁性粒子の変形の原因となり円形度が低下してしまう。本発明の実施形態において、成型体を作製する際の成型圧力は、50MPa以下、40MPa以下、又は30MPa以下とされ得る。成型圧力が低すぎると、成型体における金属磁性粒子の充填率が低下してしまうため、成型圧力には下限が設定され得る。本発明の実施形態において、成型体を作製する際の成型圧力の下限は、10MPaとされ得る。この圧縮成型工程において、第1磁性粉が圧縮されて第1金属磁性粒子31となり、第2磁性粉が圧縮されて第2金属磁性粒子41となる。混合樹脂組成物に第3磁性粉が含まれている場合には、圧縮成型工程において、第3磁性粉が圧縮されて第3金属磁性粒子となる。 Next, in the compression molding process, the coil conductor 25 prepared in advance is placed in the molding die, the mixed resin composition produced as described above is placed in the molding die in which the coil conductor 25 is placed, and the mixed resin composition in the molding die is heated and pressurized at an appropriate molding pressure to produce a molded body containing the coil conductor 25 inside. In at least one embodiment of the present invention, the appropriate molding pressure is 100 MPa or less. If the molding pressure is too high, it causes deformation of the metal magnetic particles and reduces the circularity. In an embodiment of the present invention, the molding pressure when producing the molded body can be 50 MPa or less, 40 MPa or less, or 30 MPa or less. If the molding pressure is too low, the filling rate of the metal magnetic particles in the molded body decreases, so a lower limit can be set for the molding pressure. In an embodiment of the present invention, the lower limit of the molding pressure when producing the molded body can be 10 MPa. In this compression molding process, the first magnetic powder is compressed to become the first metal magnetic particles 31, and the second magnetic powder is compressed to become the second metal magnetic particles 41. If the mixed resin composition contains a third magnetic powder, the third magnetic powder is compressed into third metal magnetic particles in the compression molding process.
圧縮成型工程において成型体が得られた後に、当該製造方法は熱処理工程に進む。熱処理工程においては、圧縮成型工程により得られた成型体に対し熱処理が行われ、この熱処理により内部にコイル導体25が設けられた基体10が得られる。この熱処理により、混合樹脂組成物中の樹脂が硬化して結合材となり、結合材により複数の第1金属磁性粒子31及び複数の第2金属磁性粒子41が結着される。熱処理工程における熱処理は、混合樹脂組成物中の樹脂の硬化温度以上の温度で行われる。熱処理工程における熱処理は、例えば100℃から200℃にて30分~240分間行われる。熱処理工程における加熱温度は、200℃以下とされる。このような基体10の形成プロセスにおいては、10~100MPaの範囲の低い成型圧力が用いられている。このため、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41に高い成型圧力が作用せず、このため、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41に生じる応力歪が抑制される。また、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41の円形度が高いため、円形度が低い金属磁性粒子(又は成型圧力により円形度が低くなってしまう金属磁性粒子)と比較して、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41を含む混合樹脂組成物を圧縮する際に混合樹脂組成物内で第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41に作用する摩擦力は小さくなる。このため、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41は、圧縮成型中に混合樹脂組成物中で流動しやすいので、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41は、成型金型内で最密充填構造に近い構造を取りやすい。このように、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41の円形度を高くすることにより、低い成型圧力を用いることによる基体10における金属磁性粒子の充填率の低下を抑制することができる。 After the molded body is obtained in the compression molding process, the manufacturing method proceeds to the heat treatment process. In the heat treatment process, the molded body obtained in the compression molding process is heat treated, and the base 10 having the coil conductor 25 provided therein is obtained by this heat treatment. By this heat treatment, the resin in the mixed resin composition hardens to become a binder, and the binder binds the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41. The heat treatment in the heat treatment process is performed at a temperature equal to or higher than the hardening temperature of the resin in the mixed resin composition. The heat treatment in the heat treatment process is performed, for example, at 100°C to 200°C for 30 minutes to 240 minutes. The heating temperature in the heat treatment process is 200°C or less. In the formation process of such a base 10, a low molding pressure in the range of 10 to 100 MPa is used. Therefore, high molding pressure does not act on the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41, and therefore the stress distortion generated in the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 is suppressed. In addition, since the circularity of the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 is high, the frictional force acting on the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 in the mixed resin composition when compressing the mixed resin composition containing the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 is small, compared to metal magnetic particles with low circularity (or metal magnetic particles whose circularity decreases due to molding pressure). Therefore, the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 are easy to flow in the mixed resin composition during compression molding, so that the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 are easy to take a structure close to a close-packed structure in the molding die. In this way, by increasing the circularity of the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41, it is possible to suppress the decrease in the filling rate of the metal magnetic particles in the base 10 caused by using a low molding pressure.
次に、上記のようにして得られた基体10の両端部に導体ペーストを塗布することにより、外部電極21及び外部電極22を形成する。外部電極21は、基体10内に設けられているコイル導体25の一方の端部と電気的に接続され、外部電極22は、基体10内に設けられているコイル導体25の他方の端部と電気的に接続されるように設けられる。外部電極21、22は、めっき層を含んでもよい。このめっき層は2層以上であってもよい。2層のめっき層は、Niめっき層と、当該Niめっき層の外側に設けられるSnめっき層と、を含んでもよい。以上により、コイル部品1が製造される。 Next, the external electrodes 21 and 22 are formed by applying a conductor paste to both ends of the base 10 obtained as described above. The external electrode 21 is electrically connected to one end of the coil conductor 25 provided in the base 10, and the external electrode 22 is provided so as to be electrically connected to the other end of the coil conductor 25 provided in the base 10. The external electrodes 21 and 22 may include a plating layer. This plating layer may be two or more layers. The two plating layers may include a Ni plating layer and a Sn plating layer provided on the outside of the Ni plating layer. In this manner, the coil component 1 is manufactured.
製造されたコイル部品1は、リフロー工程により基板2に実装されてもよい。この場合、コイル部品1が配置された基板2は、例えばピーク温度260℃に加熱されているリフロー炉を高速で通過した後に、外部電極21、22がそれぞれ実装基板2aのランド部3にはんだ接合されることで、コイル部品1が実装基板2に実装され、回路基板2が得られる。 The manufactured coil component 1 may be mounted on the substrate 2 by a reflow process. In this case, the substrate 2 on which the coil component 1 is arranged passes through a reflow furnace heated to a peak temperature of, for example, 260°C at high speed, and then the external electrodes 21, 22 are solder-joined to the land portion 3 of the mounting substrate 2a, thereby mounting the coil component 1 on the mounting substrate 2 and obtaining the circuit substrate 2.
続いて、図5を参照して、本発明の別の実施形態によるコイル部品101について説明する。コイル部品101は、平面コイルである。図示のように、コイル部品101は、基体110と、基体110内に設けられた絶縁板150と、基体110内において絶縁板150の上面に設けられたコイル導体125と、基体110に設けられた外部電極121と、基体110に外部電極121から離間して設けられた外部電極122と、を備える。基体110は、基体10と同様の磁性材料から形成される。絶縁板150は、絶縁材料から板状に形成された部材である。 Next, referring to FIG. 5, a coil component 101 according to another embodiment of the present invention will be described. The coil component 101 is a planar coil. As shown in the figure, the coil component 101 includes a base 110, an insulating plate 150 provided within the base 110, a coil conductor 125 provided on the upper surface of the insulating plate 150 within the base 110, an external electrode 121 provided on the base 110, and an external electrode 122 provided on the base 110 at a distance from the external electrode 121. The base 110 is formed from the same magnetic material as the base 10. The insulating plate 150 is a member formed into a plate shape from an insulating material.
基体110は、基体10と同様に複数の金属磁性粒子を含む磁性材料から成る。一実施形態における基体110は、複数の第1金属磁性粒子31と、複数の第2金属磁性粒子41と、を含む。基体110においても、複数の第1金属磁性粒子31の円形度の平均を表す第1平均円形度は、0.7以上であり、複数の第2金属磁性粒子41の円形度の平均を表す第2平均円形度は、0.8以上である。基体110に含まれる複数の第2金属磁性粒子41の平均円形度は、基体10に含まれる複数の第1金属磁性粒子31の平均円形度よりも高い。基体110は、概ね直方体形状を有する。基体10に関する説明は、基体110についても可能な限り当てはまる。 The base 110 is made of a magnetic material containing a plurality of metal magnetic particles, similar to the base 10. In one embodiment, the base 110 contains a plurality of first metal magnetic particles 31 and a plurality of second metal magnetic particles 41. In the base 110, the first average circularity representing the average circularity of the plurality of first metal magnetic particles 31 is 0.7 or more, and the second average circularity representing the average circularity of the plurality of second metal magnetic particles 41 is 0.8 or more. The average circularity of the plurality of second metal magnetic particles 41 contained in the base 110 is higher than the average circularity of the plurality of first metal magnetic particles 31 contained in the base 10. The base 110 has a roughly rectangular parallelepiped shape. The description of the base 10 also applies to the base 110 as much as possible.
図示の実施形態において、コイル導体125は、絶縁板150の上面において、厚さ方向(T方向)に沿って延びるコイル軸Axの周りに渦巻状に巻回されている周回部を有する。コイル導体125は、その一端において外部電極121と接続されており、その他端において外部電極122と接続されている。コイル導体125は、図示されている形状以外の形状を取り得る。例えば、コイル導体125は、絶縁板150の上面及び下面のそれぞれに、コイル軸Axの周りに渦巻状に巻回されている周回部を有していてもよい。この場合、コイル導体125は、絶縁板150の上面に設けられた周回部と絶縁板150の下面に設けられた周回部とを接続する接続部を有する。コイル導体125は、矛盾を生じさせない限り、本明細書で具体的に説明した形状以外の任意の形状を取り得る。 In the illustrated embodiment, the coil conductor 125 has a turn portion wound in a spiral shape around the coil axis Ax extending along the thickness direction (T direction) on the upper surface of the insulating plate 150. The coil conductor 125 is connected to the external electrode 121 at one end and to the external electrode 122 at the other end. The coil conductor 125 may have a shape other than the shape shown in the figure. For example, the coil conductor 125 may have a turn portion wound in a spiral shape around the coil axis Ax on each of the upper and lower surfaces of the insulating plate 150. In this case, the coil conductor 125 has a connection portion that connects the turn portion provided on the upper surface of the insulating plate 150 and the turn portion provided on the lower surface of the insulating plate 150. The coil conductor 125 may have any shape other than the shapes specifically described in this specification, as long as it does not cause a contradiction.
次に、コイル部品101の製造方法の例を説明する。まず磁性材料から板状に形成された絶縁板を準備する。次に、当該絶縁板の上面及び下面にフォトレジストを塗布し、続いて、当該絶縁板の上面及び下面の各々に導体パターンを露光・転写し、現像処理を行う。これにより、当該絶縁板150の上面及び下面の各々に、コイル導体125を形成するための開口パターンを有するレジストが形成される。 Next, an example of a method for manufacturing the coil component 101 will be described. First, an insulating plate formed into a plate shape from a magnetic material is prepared. Next, photoresist is applied to the upper and lower surfaces of the insulating plate, and then a conductor pattern is exposed and transferred to each of the upper and lower surfaces of the insulating plate, followed by a development process. As a result, a resist having an opening pattern for forming the coil conductor 125 is formed on each of the upper and lower surfaces of the insulating plate 150.
次に、めっき処理により、当該開口パターンの各々を導電性金属で充填する。続いて、エッチングにより上記絶縁板150からレジストを除去することで、当該絶縁板の上面及び下面の各々にコイル導体125が形成される。また、絶縁板150に設けられた貫通孔に導電性金属を充填することにより、コイル導体125の絶縁板の表側の部分と裏側の部分とを接続するビアが形成される。 Next, each of the opening patterns is filled with a conductive metal by plating. Then, the resist is removed from the insulating plate 150 by etching, so that the coil conductors 125 are formed on the upper and lower surfaces of the insulating plate. In addition, the through holes provided in the insulating plate 150 are filled with a conductive metal, so that vias are formed that connect the front and back sides of the insulating plate to the coil conductors 125.
次に、上記コイル導体125が形成された絶縁板150の両面に、基体110を形成する。基体110を形成するために圧縮成型工程が行われる。この圧縮成型工程では、まず、第1金属磁性粒子31の原料である第1磁性粉と第2金属磁性粒子41の原料である第2磁性粉との混合粉末を樹脂及び希釈溶剤と混練して混合樹脂組成物を得る。次に、この混合樹脂組成物をPETフィルムなどの基材上にシート状に塗工し、この塗工された混合樹脂組成物を乾燥させることで希釈溶剤を揮発させる。これにより、樹脂中に複数の第1金属磁性粒子31及び複数の第2金属磁性粒子41が分散したシート状の成型体が作製される。このシート状の樹脂成型体を磁性体シートと呼ぶ。この磁性体シートを2枚準備し、この2枚の磁性体シートの間に上記のコイル導体125を配置して加熱しながら10~100MPaで加圧することで、内部にコイル導体を含む圧縮成型体(積層体)を作製する。 Next, the base 110 is formed on both sides of the insulating plate 150 on which the coil conductor 125 is formed. A compression molding process is performed to form the base 110. In this compression molding process, first, a mixed powder of the first magnetic powder, which is the raw material of the first metal magnetic particles 31, and the second magnetic powder, which is the raw material of the second metal magnetic particles 41, is kneaded with resin and a diluent solvent to obtain a mixed resin composition. Next, this mixed resin composition is applied in a sheet form on a substrate such as a PET film, and the applied mixed resin composition is dried to volatilize the diluent solvent. This produces a sheet-like molded body in which a plurality of first metal magnetic particles 31 and a plurality of second metal magnetic particles 41 are dispersed in the resin. This sheet-like resin molded body is called a magnetic sheet. Two magnetic sheets are prepared, the coil conductor 125 is placed between the two magnetic sheets, and the coil conductor is heated and pressurized at 10 to 100 MPa to produce a compression molded body (laminate) containing the coil conductor inside.
コイル部品101の製造方法は、次に、熱処理工程に進む。熱処理工程においては、上記の積層体に対して熱処理が行われ、この熱処理により内部にコイル導体125を有する基体110が得られる。この熱処理により、混合樹脂組成物中の樹脂が硬化して結合材となり、結合材により複数の第1金属磁性粒子31及び複数の第2金属磁性粒子41が結着される。熱処理工程における熱処理は、混合樹脂組成物中の樹脂の硬化温度以上の温度で行われる。熱処理工程における熱処理は、例えば100℃から200℃にて30分~240分間行われる。 The manufacturing method of the coil component 101 then proceeds to a heat treatment step. In the heat treatment step, the laminate is heat treated to obtain a base 110 having a coil conductor 125 therein. This heat treatment hardens the resin in the mixed resin composition to become a binder, and the binder bonds the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 together. The heat treatment in the heat treatment step is performed at a temperature equal to or higher than the hardening temperature of the resin in the mixed resin composition. The heat treatment in the heat treatment step is performed, for example, at 100°C to 200°C for 30 to 240 minutes.
上記の製造工程における積層体の作製方法の別の例を説明する。この積層体の別の作成方法においては、コイル導体125が形成された絶縁板150を成型金型に設置し、この成型金型内に、第1磁性粉と第2磁性粉との混合粉末を樹脂及び希釈溶剤と混練して得られた混合樹脂組成物を入れ、加熱しながら10~100MPaの成型圧力で加圧することで内部にコイル導体125を有する成型体が作成される。この成型体に対して上記の熱処理を行うことにより内部にコイル導体125を有する基体110が得られる。 Another example of the method for producing the laminate in the above manufacturing process will be described. In this method for producing the laminate, the insulating plate 150 on which the coil conductor 125 is formed is placed in a molding die, and a mixed resin composition obtained by kneading a mixed powder of the first magnetic powder and the second magnetic powder with a resin and a dilution solvent is placed in the molding die, and a molding pressure of 10 to 100 MPa is applied while heating to produce a molded body having the coil conductor 125 inside. The above-mentioned heat treatment is performed on this molded body to obtain the base body 110 having the coil conductor 125 inside.
次に、上記のようにして得られた基体110の両端部に導体ペーストを塗布することにより、外部電極121及び外部電極122を形成する。外部電極121は、基体110内に設けられているコイル導体125の一方の端部と電気的に接続され、外部電極122は、基体110内に設けられているコイル導体125の他方の端部と電気的に接続されるように設けられる。以上により、コイル部品101が製造される。 Next, a conductive paste is applied to both ends of the base 110 obtained as described above to form the external electrodes 121 and 122. The external electrode 121 is electrically connected to one end of the coil conductor 125 provided in the base 110, and the external electrode 122 is provided so as to be electrically connected to the other end of the coil conductor 125 provided in the base 110. In this manner, the coil component 101 is manufactured.
続いて、図6を参照して、本発明の別の実施形態によるコイル部品201について説明する。コイル部品201は、積層コイルである。図示のように、コイル部品201は、基体210と、基体210内に設けられたコイル導体225と、基体210に設けられた外部電極221と、基体210に外部電極221から離間して設けられた外部電極222と、を備える。基体210は、基体10と同様に磁性材料から構成される。 Next, referring to FIG. 6, a coil component 201 according to another embodiment of the present invention will be described. The coil component 201 is a laminated coil. As shown in the figure, the coil component 201 includes a base 210, a coil conductor 225 provided within the base 210, an external electrode 221 provided on the base 210, and an external electrode 222 provided on the base 210 at a distance from the external electrode 221. The base 210 is made of a magnetic material, similar to the base 10.
基体210は、基体10と同様に複数の金属磁性粒子を含む磁性材料から構成される。本発明の少なくとも一つの実施形態における基体210は、複数の第1金属磁性粒子31と、複数の第2金属磁性粒子41と、を含む。基体210においても、複数の第1金属磁性粒子31の円形度の平均を表す第1平均円形度は、0.7以上であり、複数の第2金属磁性粒子41の円形度の平均を表す第2平均円形度は、0.8以上である。基体110に含まれる複数の第2金属磁性粒子41の平均円形度は、基体10に含まれる複数の第1金属磁性粒子31の平均円形度よりも高い。基体210は、概ね直方体形状を有する。基体10に関する説明は、基体210についても可能な限り当てはまる。 The base 210 is made of a magnetic material containing a plurality of metal magnetic particles, similar to the base 10. The base 210 in at least one embodiment of the present invention contains a plurality of first metal magnetic particles 31 and a plurality of second metal magnetic particles 41. In the base 210, the first average circularity representing the average circularity of the plurality of first metal magnetic particles 31 is 0.7 or more, and the second average circularity representing the average circularity of the plurality of second metal magnetic particles 41 is 0.8 or more. The average circularity of the plurality of second metal magnetic particles 41 contained in the base 110 is higher than the average circularity of the plurality of first metal magnetic particles 31 contained in the base 10. The base 210 has a roughly rectangular parallelepiped shape. The description of the base 10 also applies to the base 210 as much as possible.
コイル導体225は、厚さ方向(T軸方向)に沿って延びるコイル軸Axの周りに螺旋状に巻回されている。コイル導体225は、導体パターンC11~C16と、この導体パターンC11~C16のうち隣接して配置されたもの同士を接続するビア導体(不図示)とを有する。ビア導体は、概ねコイル軸Axに沿って延びる。導体パターンC11~C16は、例えば、導電性に優れた金属又は合金から成る導電ペーストをシート状の圧縮成型体にスクリーン印刷法により印刷することにより形成される。この導電ペーストの材料としては、Ag、Pd、Cu、Al又はこれらの合金を用いることができる。導体パターンC11~C16の各々は、隣接する導体パターンとビア導体を介して電気的に接続される。このようにして接続された導体パターンC11~C16が、螺旋状のコイル導体225を形成する。 The coil conductor 225 is wound in a spiral shape around a coil axis Ax extending along the thickness direction (T-axis direction). The coil conductor 225 has conductor patterns C11 to C16 and via conductors (not shown) that connect adjacent conductor patterns C11 to C16. The via conductors extend roughly along the coil axis Ax. The conductor patterns C11 to C16 are formed, for example, by printing a conductive paste made of a metal or alloy with excellent conductivity on a sheet-shaped compression molded body by a screen printing method. The conductive paste may be made of Ag, Pd, Cu, Al, or an alloy thereof. Each of the conductor patterns C11 to C16 is electrically connected to the adjacent conductor pattern via the via conductor. The conductor patterns C11 to C16 connected in this way form the spiral coil conductor 225.
次に、コイル部品201の製造方法の例を説明する。コイル部品201は、例えば積層プロセスによって製造することができる。以下では、積層プロセスによるコイル部品201の製造方法の一例を説明する。 Next, an example of a method for manufacturing the coil component 201 will be described. The coil component 201 can be manufactured, for example, by a lamination process. An example of a method for manufacturing the coil component 201 by a lamination process will be described below.
まず、磁性材料から成る複数の磁性体シートを作成する。これらの磁性体シートの各々は、第1磁性粉と第2磁性粉との混合粉末を結合材としての熱分解性の樹脂(例えばポリビニルブチラート(PVB)樹脂)及び希釈溶剤と混練して得られた混合樹脂組成物を、PETフィルムなどの基材上にシート状に塗工し、この塗工された混合樹脂組成物を乾燥させて希釈溶剤を揮発させることで得られる。これにより、樹脂中に第1金属磁性粒子31の原料となる第1磁性粉及び第2金属磁性粒子41の原料となる第2磁性粉が分散した磁性体シートが作成される。このようにして作成した磁性体シートを型内に配置して加熱しながら10~100MPaで加圧することで、シート状の圧縮成型体を作製する。この加圧処理により、第1磁性粉が圧縮されて第1金属磁性粒子31となり、第2磁性粉が圧縮されて第2金属磁性粒子41となる。 First, a plurality of magnetic sheets made of a magnetic material are prepared. Each of these magnetic sheets is obtained by kneading a mixed powder of the first magnetic powder and the second magnetic powder with a heat-decomposable resin (e.g., polyvinyl butyrate (PVB) resin) as a binder and a diluting solvent to obtain a mixed resin composition, which is applied in a sheet form on a substrate such as a PET film, and drying the applied mixed resin composition to volatilize the diluting solvent. This produces a magnetic sheet in which the first magnetic powder, which is the raw material for the first metal magnetic particles 31, and the second magnetic powder, which is the raw material for the second metal magnetic particles 41, are dispersed in the resin. The magnetic sheet thus produced is placed in a mold and pressurized at 10 to 100 MPa while being heated, to produce a sheet-shaped compression molded body. This pressure treatment causes the first magnetic powder to be compressed into the first metal magnetic particles 31, and the second magnetic powder to be compressed into the second metal magnetic particles 41.
次に、以下のようにしてシート状の圧縮成型体に対してコイル導体を設ける。まず、シート状の圧縮成型体の所定の位置に当該シート状の圧縮成型体をT軸方向に貫く貫通孔を形成し、次に、シート状の圧縮成型体の各々の上面に、導電ペーストをスクリーン印刷法により印刷することで、各圧縮成型体に未焼成導体パターンを形成し、各圧縮成型体に形成された各貫通孔に導電ペーストを埋め込む。 Next, coil conductors are provided on the sheet-shaped compression molded body as follows. First, through holes are formed in the sheet-shaped compression molded body at predetermined positions in the sheet-shaped compression molded body, penetrating the sheet-shaped compression molded body in the T-axis direction. Next, conductive paste is printed on the upper surface of each sheet-shaped compression molded body by screen printing to form an unsintered conductor pattern on each compression molded body, and the conductive paste is embedded in each through hole formed in each compression molded body.
次に、各圧縮成型体を積層してコイル積層体を得る。各圧縮成型体は、当該各磁性体シートに形成されている導体パターンC11~C16に対応する未焼成導体パターンの各々が隣接するも同士で未焼成のビアを介して電気的に接続されるように積層される。 Next, the compression molded bodies are stacked to obtain a coil laminate. The compression molded bodies are stacked so that adjacent unsintered conductor patterns corresponding to the conductor patterns C11 to C16 formed on each magnetic sheet are electrically connected to each other through unsintered vias.
次に、複数のシート状の圧縮成型体を積層して上側カバー層となる上側積層体を形成する。また、複数のシート状の圧縮成型体を積層して下側カバー層となる下側積層体を形成する。次に、下側積層体、コイル積層体、上側積層体をT軸方向の負方向側から正方向側に向かってこの順序で積層し、この積層された各積層体をプレス機により熱圧着することで本体積層体が得られる。本体積層体は、下側積層体、コイル積層体、及び上側積層体を形成せずに、準備したシート状の圧縮成型体全てを順番に積層して、この積層された圧縮成型体を一括して熱圧着することにより形成しても良い。 Next, multiple sheet-like compression molded bodies are stacked to form an upper laminate that will become the upper cover layer. Also, multiple sheet-like compression molded bodies are stacked to form a lower laminate that will become the lower cover layer. Next, the lower laminate, coil laminate, and upper laminate are stacked in this order from the negative side to the positive side of the T-axis direction, and each of these stacked laminates is thermocompressed by a press to obtain a main laminate. The main laminate may also be formed by stacking all of the prepared sheet-like compression molded bodies in order and thermocompressing the stacked compression molded bodies together, without forming the lower laminate, coil laminate, and upper laminate.
次に、ダイシング機やレーザ加工機等の切断機を用いて上記本体積層体を所望のサイズに個片化することで、チップ積層体が得られる。次に、このチップ積層体に対して熱処理を行う。この熱処理は、例えば100℃から200℃にて30分~240分間行われる。このチップ積層体の端部に対して、必要に応じて、バレル研磨等の研磨処理を行う。 Then, the main body stack is diced into pieces of the desired size using a cutting machine such as a dicing machine or laser processing machine, to obtain a chip stack. Next, this chip stack is subjected to a heat treatment. This heat treatment is performed, for example, at 100°C to 200°C for 30 to 240 minutes. If necessary, the ends of this chip stack are subjected to a polishing process such as barrel polishing.
次に、このチップ積層体の両端部に導体ペーストを塗布することにより、外部電極221及び外部電極222を形成する。以上により、コイル部品201が得られる。 Next, conductive paste is applied to both ends of the chip stack to form external electrodes 221 and 222. This completes the coil component 201.
続いて、図7を参照して、本発明の別の実施形態によるコイル部品301について説明する。本発明の一実施形態によるコイル部品301は、巻線型のインダクタである。図示のように、コイル部品301は、基体310と、コイル導体325(巻線325)と、第1の外部電極321と、第2の外部電極322と、を備えている。基体310は、巻芯311と、当該巻芯311の一方の端部に設けられた直方体形状のフランジ312aと、当該巻芯311の他方の端部に設けられた直方体形状のフランジ312bとを有する。巻芯311には、コイル導体325が巻回されている。コイル導体325は、導電性に優れた金属材料から成る導線と、当該導線の周囲を被覆する絶縁被膜とを有する。第1の外部電極321は、フランジ312aの下面に沿って設けられており、第2の外部電極322は、フランジ312bの下面に沿って設けられている。 Next, referring to FIG. 7, a coil component 301 according to another embodiment of the present invention will be described. The coil component 301 according to one embodiment of the present invention is a wound inductor. As shown in the figure, the coil component 301 includes a base 310, a coil conductor 325 (winding 325), a first external electrode 321, and a second external electrode 322. The base 310 includes a winding core 311, a rectangular parallelepiped flange 312a provided at one end of the winding core 311, and a rectangular parallelepiped flange 312b provided at the other end of the winding core 311. The coil conductor 325 is wound around the winding core 311. The coil conductor 325 includes a conductor made of a metal material having excellent electrical conductivity and an insulating coating that covers the conductor. The first external electrode 321 is provided along the lower surface of the flange 312a, and the second external electrode 322 is provided along the lower surface of the flange 312b.
基体310は、基体10と同様に複数の金属磁性粒子を含む磁性材料から成る。一実施形態における基体310は、複数の第1金属磁性粒子31と、複数の第2金属磁性粒子41と、を含む。基体310においても、複数の第1金属磁性粒子31の円形度の平均を表す第1平均円形度は、0.7以上であり、複数の第2金属磁性粒子41の円形度の平均を表す第2平均円形度は、0.8以上である。基体310に含まれる複数の第2金属磁性粒子41の平均円形度は、基体10に含まれる複数の第1金属磁性粒子31の平均円形度よりも高い。基体10に関する説明は、基体310についても可能な限り当てはまる。 The base 310 is made of a magnetic material containing a plurality of metal magnetic particles, similar to the base 10. In one embodiment, the base 310 contains a plurality of first metal magnetic particles 31 and a plurality of second metal magnetic particles 41. In the base 310, the first average circularity representing the average circularity of the plurality of first metal magnetic particles 31 is 0.7 or more, and the second average circularity representing the average circularity of the plurality of second metal magnetic particles 41 is 0.8 or more. The average circularity of the plurality of second metal magnetic particles 41 contained in the base 310 is higher than the average circularity of the plurality of first metal magnetic particles 31 contained in the base 10. The explanation regarding the base 10 also applies to the base 310 as much as possible.
次に、コイル部品301の製造方法の例を説明する。まず、基体310が作製される。基体310は、混合樹脂組成物を準備する準備工程と、この混合樹脂組成物を圧縮成型する圧縮成型工程を含む。準備工程では、まず、第1磁性粉と第2磁性粉との混合粉末を樹脂及び希釈溶剤と混練して混合樹脂組成物を得る。この混合樹脂組成物には、金属磁性粒子が分散している。この混合樹脂組成物を成型金型に入れ、この成型金型内の混合樹脂組成物を加熱しながら10~100MPaの成型圧力で加圧することで成型体が作製される。この加圧処理により、第1磁性粉が圧縮されて第1金属磁性粒子31となり、第2磁性粉が圧縮されて第2金属磁性粒子41となる。 Next, an example of a method for manufacturing the coil component 301 will be described. First, the base 310 is produced. The base 310 includes a preparation step of preparing a mixed resin composition and a compression molding step of compression molding the mixed resin composition. In the preparation step, first, a mixed powder of the first magnetic powder and the second magnetic powder is kneaded with a resin and a dilution solvent to obtain a mixed resin composition. Metal magnetic particles are dispersed in this mixed resin composition. This mixed resin composition is placed in a molding die, and the mixed resin composition in the molding die is heated and pressurized at a molding pressure of 10 to 100 MPa to produce a molded body. By this pressure treatment, the first magnetic powder is compressed into the first metal magnetic particles 31, and the second magnetic powder is compressed into the second metal magnetic particles 41.
次に、上記の圧縮成型工程により得られた成型体に対して熱処理を行う熱処理工程が行われる。この熱処理工程により基体310が得られる。この熱処理により、混合樹脂組成物中の樹脂が硬化して結合材となり、結合材により複数の第1金属磁性粒子31及び複数の第2金属磁性粒子41が結着される。熱処理は、例えば100℃から200℃にて30分~240分間行われる。 Next, a heat treatment process is carried out to heat the molded body obtained by the compression molding process. This heat treatment process results in a base body 310. This heat treatment hardens the resin in the mixed resin composition to become a binder, and the binder bonds the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41 together. The heat treatment is carried out, for example, at 100°C to 200°C for 30 to 240 minutes.
次に、上記の熱処理工程により得られた基体310にコイル導体325を設けるコイル設置工程が行われる。コイル設置工程においては、基体310の周りにコイル導体325を巻回し、このコイル導体325の一端を第1の外部電極321に接続し、他端を第2の外部電極322に接続する。以上により、コイル部品301が得られる。 Next, a coil installation process is performed in which a coil conductor 325 is provided on the base body 310 obtained by the above heat treatment process. In the coil installation process, the coil conductor 325 is wound around the base body 310, and one end of the coil conductor 325 is connected to the first external electrode 321 and the other end is connected to the second external electrode 322. In this manner, the coil component 301 is obtained.
次に、図8a及び図8bを参照して、コイル部品1の製造方法の別の態様を説明する。まず、ステップS11において、内部にコイル導体25を含む基体10を作製する。この方法により製造される基体10は、図10bに示されているように、本体部11と、本体部11から下方(T軸のマイナス方向)に突出する突出部12と、本体部11の下方で突出部11の径方向内側に設けられた板コア20と、を有する。板コア20は、図1及び図2では、図示が省略されている。 Next, with reference to Figures 8a and 8b, another embodiment of the method for manufacturing the coil component 1 will be described. First, in step S11, a base 10 containing a coil conductor 25 therein is produced. As shown in Figure 10b, the base 10 produced by this method has a main body 11, a protruding portion 12 protruding downward (in the negative direction of the T-axis) from the main body 11, and a plate core 20 provided below the main body 11 and radially inward of the protruding portion 11. The plate core 20 is not shown in Figures 1 and 2.
図8bは、基体10を作製するステップS11に含まれるサブステップを示す図であり、圧縮成型法による基体10の前駆体である成型体の製造プロセスの一例を示すフロー図である。図9a、図9b、図10a及び図10bはそれぞれ、基体10の作製工程の一部を模式的に示している。図9a~図10bに示されている例では、基体10は、本体部11と、突出部11と、板コア20と、を有する。具体的には、図9a及び図9bは、板コア20を作製する工程を示し、図10a及び図10bは、コイル導体25を内部に含む本体部11及び突出部12を作製する工程を示している。 Figure 8b is a diagram showing substeps included in step S11 of producing the base body 10, and is a flow diagram showing an example of a manufacturing process of a molded body, which is a precursor of the base body 10, by a compression molding method. Figures 9a, 9b, 10a, and 10b each show a schematic diagram of a part of the manufacturing process of the base body 10. In the example shown in Figures 9a to 10b, the base body 10 has a main body portion 11, a protrusion portion 11, and a plate core 20. Specifically, Figures 9a and 9b show the process of producing the plate core 20, and Figures 10a and 10b show the process of producing the main body portion 11 and the protrusion portion 12 that include the coil conductor 25 therein.
基体10を製造するために、まず、ステップS11Aにおいて、板コア20の前駆体(図9bに示されている前駆体120)を作製するための磁性材料60を準備する。磁性材料60は、比較的大径の第1磁性粉と比較的小径の第2磁性粉とを混合した混合粉を樹脂及び希釈溶剤と混練することで生成される。第1磁性粉及び第2磁性粉は、完成品であるコイル部品1において、それぞれ第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41となる。第1磁性粉及び第2磁性粉はいずれも、高い円形度を有している。第1磁性粉及び第2磁性粉の円形度は、例えば、0.9以上とされる。第1磁性粉の平均粒径は、第2磁性粉の平均粒径よりも大きい。磁性材料60用の樹脂として、熱硬化性樹脂を用いることができる。この熱硬化性樹脂として、ポリビニルブチラール(PVB)樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、又は前記以外の公知の樹脂材料が用いられ得る。磁性材料60は、第1磁性粉及び第2磁性粉以外の磁性粉(例えば、第3磁性粉及び第4磁性粉のうちの少なくとも一つ)との混合粉末であってもよい。磁性材料60は、アルミナ粒子及びシリカ粒子の少なくとも一方を含んでもよい。 To manufacture the base body 10, first, in step S11A, a magnetic material 60 for producing a precursor of the plate core 20 (precursor 120 shown in FIG. 9b) is prepared. The magnetic material 60 is produced by kneading a mixed powder obtained by mixing a relatively large-diameter first magnetic powder and a relatively small-diameter second magnetic powder with a resin and a diluting solvent. The first magnetic powder and the second magnetic powder become the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41, respectively, in the finished coil component 1. Both the first magnetic powder and the second magnetic powder have a high degree of circularity. The circularity of the first magnetic powder and the second magnetic powder is, for example, 0.9 or more. The average particle size of the first magnetic powder is larger than the average particle size of the second magnetic powder. A thermosetting resin can be used as the resin for the magnetic material 60. As the thermosetting resin, polyvinyl butyral (PVB) resin, epoxy resin, silicone resin, or other known resin materials can be used. The magnetic material 60 may be a mixed powder with a magnetic powder other than the first magnetic powder and the second magnetic powder (for example, at least one of the third magnetic powder and the fourth magnetic powder). The magnetic material 60 may include at least one of alumina particles and silica particles.
次に、ステップS11Bにおいて、図9aに示されているように、ダイ51aのキャビティ内に磁性材料60を投入して一次成型を行うことで、前駆体120を得る。具体的には、磁性材料60をキャビティ内に入れた後、パンチ52aをT軸方向に沿うストローク方向に沿って下方に移動させることで、磁性材料60を第1成型圧力で圧縮する。図9aに示されているダイ51a及びパンチ52aは例示であり、一次成型に用いられる金型は、図9aに示されているダイ51a及びパンチ52aには限られない。例えば、ダイ51aは、T軸方向におけるプラス側及びマイナス側(すなわち、紙面の上側及び下側)が開口していてもよい。この場合、パンチ52aは、T軸方向において互いに対向しいずれもT軸方向に沿って移動する1組のパンチであってもよい。第1成型圧力は、10~100MPaの範囲で設定することができる。このようにして磁性材料60を圧縮することで、図9bに示されているように板コア20の前駆体120が作製される。 Next, in step S11B, as shown in FIG. 9a, the magnetic material 60 is put into the cavity of the die 51a and primary molding is performed to obtain a precursor 120. Specifically, after the magnetic material 60 is put into the cavity, the punch 52a is moved downward along the stroke direction along the T-axis direction to compress the magnetic material 60 with a first molding pressure. The die 51a and punch 52a shown in FIG. 9a are exemplary, and the mold used for primary molding is not limited to the die 51a and punch 52a shown in FIG. 9a. For example, the die 51a may be open on the positive side and the negative side in the T-axis direction (i.e., the upper side and the lower side of the paper). In this case, the punch 52a may be a pair of punches that face each other in the T-axis direction and move along the T-axis direction. The first molding pressure can be set in the range of 10 to 100 MPa. By compressing the magnetic material 60 in this way, a precursor 120 of the plate core 20 is produced as shown in FIG. 9b.
続いて、ステップS11Cにおいて、後段の二次成型で用いられる磁性材料70を準備する。磁性材料70は、磁性材料60と同じものであってもよい。 Next, in step S11C, magnetic material 70 to be used in the subsequent secondary molding is prepared. Magnetic material 70 may be the same as magnetic material 60.
続いて、ステップS11Dにおいて、ステップS11Aで作製された前駆体120と磁性材料70に二次成型を行って基体10の前駆体となる成型体を得る。具体的には、図10aに示されているように、板コア20の前駆体120を、ダイ51aとは別のダイ51bのキャビティ内に設置する。ストローク方向(T軸方向)から見て、ダイ51bのキャビティは、板コア20の前駆体120よりも大きな面積を有する。例えば、ダイ51bのキャビティのL軸方向及びW軸方向における寸法は、ダイ51aの対応する寸法よりも大きい。このため、ダイ51bのキャビティ内に前駆体120を設置すると、前駆体120とキャビティを画定するダイ51bの側壁との間にギャップGが生じる。前駆体120は、ストローク方向(T軸方向)から見た場合に、前駆体120をその前駆体120の外縁とダイ51bの側壁との間のギャップGが均一な寸法を有するように配置されてもよい。 Subsequently, in step S11D, the precursor 120 and the magnetic material 70 produced in step S11A are subjected to secondary molding to obtain a molded body that is a precursor of the base body 10. Specifically, as shown in FIG. 10a, the precursor 120 of the plate core 20 is placed in the cavity of a die 51b that is separate from the die 51a. When viewed from the stroke direction (T-axis direction), the cavity of the die 51b has a larger area than the precursor 120 of the plate core 20. For example, the dimensions of the cavity of the die 51b in the L-axis direction and the W-axis direction are larger than the corresponding dimensions of the die 51a. Therefore, when the precursor 120 is placed in the cavity of the die 51b, a gap G is generated between the precursor 120 and the side wall of the die 51b that defines the cavity. The precursor 120 may be arranged so that the gap G between the outer edge of the precursor 120 and the side wall of the die 51b has a uniform dimension when viewed from the stroke direction (T-axis direction).
次に、前駆体120の上にあらかじめ準備されたコイル導体25を設置する。コイル導体25は、コイル軸Axがパンチ51bのストローク方向と一致またはほぼ一致するように金型キャビティ内に設置される。コイル軸とパンチのストローク方向との為す角度が30度以内であれば、コイル軸Axとストローク方向とはほぼ一致していると判断することができる。 Next, the coil conductor 25, which has been prepared in advance, is placed on the precursor 120. The coil conductor 25 is placed in the die cavity so that the coil axis Ax coincides or nearly coincides with the stroke direction of the punch 51b. If the angle between the coil axis and the stroke direction of the punch is within 30 degrees, it can be determined that the coil axis Ax and the stroke direction are nearly coincident.
次に、前駆体120及びコイル導体25が設置されたダイ51bのキャビティ内に、磁性材料70を入れる。前駆体120の外縁とダイ51bの側壁との間のギャップGは、磁性材料70により充填されてもよい。ギャップGの寸法が小さい場合には、ギャップGは、磁性材料70により充填されなくともよい。 Next, magnetic material 70 is placed in the cavity of die 51b in which precursor 120 and coil conductor 25 are placed. Gap G between the outer edge of precursor 120 and the sidewall of die 51b may be filled with magnetic material 70. If the size of gap G is small, gap G does not need to be filled with magnetic material 70.
磁性材料70をキャビティ内に入れた後、パンチ52bをストローク方向に沿って下方に移動させることで、キャビティ内の前駆体120及び磁性材料70を第2成型圧力で圧縮する。第2成型圧力は、第1成型圧力よりも小さい。第2成型圧力は、例えば、10~100MPaの範囲で設定することができる。 After the magnetic material 70 is placed in the cavity, the punch 52b is moved downward along the stroke direction to compress the precursor 120 and the magnetic material 70 in the cavity with a second molding pressure. The second molding pressure is lower than the first molding pressure. The second molding pressure can be set, for example, in the range of 10 to 100 MPa.
二次成型における加圧後に、ダイ51bのキャビティの内部が、磁性材料60に含まれる第1熱硬化性樹脂及び磁性材料70に含まれる第2熱硬化性樹脂の硬化温度以上となるように、ダイ51bを加熱してもよい。つまり、ステップS12における加熱処理をステップS11Dの二次成型処理と連続して行うことができる。この加熱処理により、前駆体120が板コア20となり、成型され加圧された磁性材料70が本体部11及び突出部12となる。 After the pressurization in the secondary molding, the die 51b may be heated so that the inside of the cavity of the die 51b is at or above the curing temperature of the first thermosetting resin contained in the magnetic material 60 and the second thermosetting resin contained in the magnetic material 70. In other words, the heating process in step S12 can be performed consecutively with the secondary molding process in step S11D. This heating process causes the precursor 120 to become the plate core 20, and the molded and pressurized magnetic material 70 to become the main body 11 and the protrusions 12.
ストローク方向(T軸方向)から見た場合にギャップGの幅を均一とすることにより、以上のようにして形成される突出部12の幅を均一とすることができる。言い換えると、板コア20と、基体10の第1端面10c、第2端面10d、第1側面10e、及び第2側面10fの各々との間に、この4面に沿ってコイル軸Axの周りの周方向に延びるように突出部12を形成することができ、コイル軸Axを中心とする径方向における突出部12の寸法を均一にすることができる。突出部12を均質に作るための、板コア20の前駆体120の形状は、基体10が直方体形状である場合、直方体形状を有していることが好ましいが、この限りではなく例えば円柱形、楕円柱形、及びこれら以外のコイル軸Axに対して対称な形状であってもよい。 By making the width of the gap G uniform when viewed from the stroke direction (T-axis direction), the width of the protrusion 12 formed as described above can be made uniform. In other words, the protrusion 12 can be formed between the plate core 20 and each of the first end face 10c, the second end face 10d, the first side face 10e, and the second side face 10f of the base 10 so as to extend in the circumferential direction around the coil axis Ax along these four faces, and the dimensions of the protrusion 12 in the radial direction centered on the coil axis Ax can be made uniform. In order to make the protrusion 12 uniform, the shape of the precursor 120 of the plate core 20 is preferably a rectangular parallelepiped shape when the base 10 is rectangular parallelepiped, but is not limited to this and may be, for example, a cylindrical shape, an elliptical cylindrical shape, or other shapes symmetrical with respect to the coil axis Ax.
ギャップGに磁性材料70が充填されない場合には、二次成型での加圧によって前駆体120がT軸に垂直な方向に引き延ばされる。この場合、二次成型での加圧前に前駆体120とダイ51bのキャビティの側壁との間にあったギャップGは、前駆体120から形成される板コア20によって充填される。ギャップGのうちの一部分が磁性材料70によって充填され、残部が磁性材料70によって充填されなくてもよい。この場合には、ギャップGのうち磁性材料70により充填された領域に突出部12が形成され、残部には前駆体120が引き延ばされて形成された板コア20の一部が配置される。 If the gap G is not filled with the magnetic material 70, the precursor 120 is stretched in a direction perpendicular to the T axis by the pressure applied in the secondary molding. In this case, the gap G that existed between the precursor 120 and the side wall of the cavity of the die 51b before the pressure applied in the secondary molding is filled with the plate core 20 formed from the precursor 120. A portion of the gap G may be filled with the magnetic material 70, and the remainder may not be filled with the magnetic material 70. In this case, the protrusion 12 is formed in the area of the gap G filled with the magnetic material 70, and a portion of the plate core 20 formed by stretching the precursor 120 is placed in the remaining portion.
一次成型及び二次成型での加圧によって、磁性材料60に含まれている第1磁性粉及び第2磁性粉は圧縮され、それぞれ第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41となる。 By applying pressure during the primary and secondary molding, the first magnetic powder and the second magnetic powder contained in the magnetic material 60 are compressed to become the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41, respectively.
二次成型は、一次成型と同じダイ51a及びパンチ52aを用いて行われてもよい。この場合、基体10は、突出部12を含まない。 The secondary molding may be performed using the same die 51a and punch 52a as in the primary molding. In this case, the base 10 does not include the protrusion 12.
次に、ステップS13において、ステップS12で得られた基体10の表面に導体ペーストを塗布することにより、外部電極21及び外部電極22を形成する。外部電極21は、基体10内に設けられているコイル導体25の一方の端部と電気的に接続され、外部電極22は、基体10内に設けられているコイル導体25の他方の端部と電気的に接続されるように設けられる。外部電極21、22は、めっき層を含んでもよい。このめっき層は2層以上であってもよい。2層のめっき層は、Niめっき層と、当該Niめっき層の外側に設けられるSnめっき層と、を含んでもよい。コイル導体25の端部が基体10から外部に露出するようにコイル導体25を配置し、このコイル導体25のうち磁性基体10から露出している部分を底面10bに向けて折り曲げることにより、コイル導体25のうち基体10から外部に露出している部位を外部電極としてもよい。 Next, in step S13, the external electrodes 21 and 22 are formed by applying a conductor paste to the surface of the base 10 obtained in step S12. The external electrode 21 is electrically connected to one end of the coil conductor 25 provided in the base 10, and the external electrode 22 is provided so as to be electrically connected to the other end of the coil conductor 25 provided in the base 10. The external electrodes 21 and 22 may include a plating layer. This plating layer may be two or more layers. The two plating layers may include a Ni plating layer and a Sn plating layer provided on the outside of the Ni plating layer. The coil conductor 25 may be arranged so that the end of the coil conductor 25 is exposed to the outside from the base 10, and the part of the coil conductor 25 exposed from the magnetic base 10 is bent toward the bottom surface 10b, so that the part of the coil conductor 25 exposed to the outside from the base 10 may be used as an external electrode.
以上により、コイル部品1が製造される。製造されたコイル部品1は、リフロー工程により実装基板2aに実装されてもよい。この場合、コイル部品1が配置された基板2は、例えばピーク温度260℃に加熱されているリフロー炉を高速で通過した後に、外部電極21、22がそれぞれ実装基板2aのランド部3にはんだ接合されることで、コイル部品1が実装基板2aに実装され、回路基板2が得られる。 In this way, the coil component 1 is manufactured. The manufactured coil component 1 may be mounted on the mounting substrate 2a by a reflow process. In this case, the substrate 2 on which the coil component 1 is arranged passes through a reflow furnace heated to a peak temperature of, for example, 260°C at high speed, and then the external electrodes 21, 22 are solder-joined to the land portion 3 of the mounting substrate 2a, thereby mounting the coil component 1 on the mounting substrate 2a and obtaining the circuit substrate 2.
以下のようにして8種類のコイル部品を作成した。各コイル部品をそれぞれ試料1~試料8と呼ぶ。試料1~試料10のコイル部品を作製するために、まず、平均粒径が20μmである第1磁性粉及び平均粒径が4μmである第2磁性粉を準備した。第1磁性粉は、第1金属磁性粒子31の原料粉であり、第2磁性粉は、第2金属磁性粒子41の原料粉である。第1磁性粉の平均円形度は、概ね0.8であり、第2磁性粉の平均円形度は概ね0.9であった。混合前の金属磁性粒子からサンプルを10個抜き出し、その10個のサンプルの各々の円形度の平均値とすることができる。平均粒径は、混合前の金属磁性粒子からサンプルを10個抜き出し、その10個のサンプルの粒径の平均とすることができる。第1金属磁性粒子31(第1磁性粉)及び第2金属磁性粒子41(第2磁性粉)は、Fe-Si-Cr結晶質合金からなる。試料1~試料10におけるSiの含有比率は、表1に記載のとおりとした。
この第1磁性粉及び第2磁性粉を、第1磁性粉が70wt%であり、第2磁性粉が30wt%となる比率で混合して各試料用の混合粉末を得た。 The first and second magnetic powders were mixed in a ratio of 70 wt% first magnetic powder and 30 wt% second magnetic powder to obtain mixed powders for each sample.
次に、この各試料用の混合粉末をエポキシ樹脂と混練して混合樹脂組成物を生成した。次に、成型金型内に予め準備した銅製で表面に絶縁膜が設けられた巻線コイルを配置し、この巻線コイルが設置された成型金型内に上記のようにして生成した混合樹脂組成物を入れ、この成型金型内の混合樹脂組成物に30MPaの成型圧力を加えて内部にコイル導体を含む成型体を作製した。この加圧により、第1磁性粉及び第2磁性粉は圧縮され、それぞれ第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41となる。次に、上記のようにして作製した成型体に対し180℃で120分間熱処理を行って混合樹脂組成物中の樹脂を硬化させた。これにより、内部にコイル導体を有する基体が得られた。 Next, the mixed powder for each sample was kneaded with epoxy resin to produce a mixed resin composition. Next, a pre-prepared copper winding coil with an insulating film on the surface was placed in a molding die, and the mixed resin composition produced as described above was placed in the molding die in which the winding coil was placed, and a molding pressure of 30 MPa was applied to the mixed resin composition in the molding die to produce a molded body containing a coil conductor inside. This pressure compresses the first magnetic powder and the second magnetic powder, and they become the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41, respectively. Next, the molded body produced as described above was heat-treated at 180°C for 120 minutes to harden the resin in the mixed resin composition. This resulted in a base body having a coil conductor inside.
次に、上記のようにして得られた基体の両端部に導体ペーストを塗布することにより、外部電極21及び外部電極22を形成した。このようにして得られたコイル部品の各々を試料1~試料8とする。 Next, a conductive paste was applied to both ends of the substrate obtained as described above to form external electrodes 21 and 22. The coil components obtained in this manner were designated as samples 1 to 8.
上記のようにして得られた試料1~試料8のそれぞれについて、市販のインピーダンス・アナライザを用いてインダクタンス(μH)、及び、1MHzの周波数におけるQ値を測定した。 For each of the samples 1 to 8 obtained as described above, the inductance (μH) and the Q value at a frequency of 1 MHz were measured using a commercially available impedance analyzer.
また、試料1~試料8の各々に含まれる大粒子の平均円形度と小粒子の平均円形度を以下のようにして算出した。巻線コイルのコイル軸に沿って試料1~試料5の各々のコイル部品を切断して基体の断面を露出させ、当該断面を走査型電子顕微鏡(SEM)により、2000倍の倍率で撮影した複数のSEM像を取得した。円形度を算出するためのSEMを撮影するための倍率は、測定対象となる金属磁性粒子の粒径に応じて定めることができる。例えば、粒径が1μm~30μmの場合は2000倍の倍率で撮像が行われ、粒径が1μmより小さい場合は10000倍程度の倍率で撮像が行われ、粒径が30μmより大きい場合は500倍程度の倍率で撮像が行われる。このように、測定対象となる金属磁性粒子の粒径に応じて倍率を調整することにより、観察領域の大きさに対する金属磁性粒子の粒径を平準化することができる。上記のようにして取得された複数のSEM像の各々の視野内でSEM-EDSマッピングを行って第1金属磁性粒子31と第2金属磁性粒子41とを識別した。そして、上記のSEM像を株式会社マウンテックから提供されているMac-Viewを用いて解析し、当該SEM像に含まれる第1金属磁性粒子31の各々の円形度を算出し、その算出した円形度の平均値を第1平均円形度とした。同様に、上記のSEM像をMac-Viewを用いて解析し、当該SEM像に含まれる第2金属磁性粒子41の各々の円形度を算出し、し、その算出した円形度の平均値を第2平均円形度とした。 The average circularity of the large particles and the average circularity of the small particles contained in each of Samples 1 to 8 were calculated as follows. Each of the coil components of Samples 1 to 5 was cut along the coil axis of the winding coil to expose the cross section of the base, and multiple SEM images of the cross section were taken with a scanning electron microscope (SEM) at a magnification of 2000 times. The magnification for taking the SEM to calculate the circularity can be determined according to the particle size of the metal magnetic particles to be measured. For example, when the particle size is 1 μm to 30 μm, the image is taken at a magnification of 2000 times, when the particle size is smaller than 1 μm, the image is taken at a magnification of about 10,000 times, and when the particle size is larger than 30 μm, the image is taken at a magnification of about 500 times. In this way, by adjusting the magnification according to the particle size of the metal magnetic particles to be measured, the particle size of the metal magnetic particles relative to the size of the observation area can be leveled. SEM-EDS mapping was performed within the field of view of each of the multiple SEM images obtained as described above to identify the first metal magnetic particles 31 and the second metal magnetic particles 41. The SEM image was then analyzed using Mac-View provided by Mountec Co., Ltd., the circularity of each of the first metal magnetic particles 31 contained in the SEM image was calculated, and the average value of the calculated circularities was taken as the first average circularity. Similarly, the SEM image was analyzed using Mac-View, the circularity of each of the second metal magnetic particles 41 contained in the SEM image was calculated, and the average value of the calculated circularities was taken as the second average circularity.
以上の測定結果及び計算結果を以下の表2に示す。
表2に示されている測定結果から、試料1~試料6(実施例1~実施例6)の各試料においては、試料7~試料8(比較例1~比較例2)よりも優れたインダクタンス及びQ値が得られることが確認できた。試料1~試料6においては、第1金属磁性粒子31におけるSiの含有比率が第2金属磁性粒子41におけるSiの含有比率よりも大きいので、圧縮成型プロセスにおいて応力が作用しやすい第1金属磁性粒子31のヤング率が第2金属磁性粒子41のヤング率よりも大きくすることができ、これにより第1金属磁性粒子31に生じる歪が抑制されたと考えられる。また、試料1~試料6においては、第2金属磁性粒子41の第2平均円形度が第1金属磁性粒子31の第1平均円形度よりも大きくなっているので、圧縮成型プロセスにおいて、第2金属磁性粒子41(又はその原料粉である第2磁性粉)に大きな応力が作用しなかったと考えられる。このように、圧縮成型プロセスにおいて第2金属磁性粒子41に作用する応力を小さくすることにより、第2金属磁性粒子41に生じる歪を抑制することができる。 From the measurement results shown in Table 2, it was confirmed that in each of the samples 1 to 6 (Examples 1 to 6), a superior inductance and Q value were obtained compared to Samples 7 to 8 (Comparative Examples 1 to 2). In Samples 1 to 6, the content ratio of Si in the first metal magnetic particles 31 is greater than the content ratio of Si in the second metal magnetic particles 41, so that the Young's modulus of the first metal magnetic particles 31, which is susceptible to stress in the compression molding process, can be made greater than the Young's modulus of the second metal magnetic particles 41, which is considered to have suppressed the distortion occurring in the first metal magnetic particles 31. In addition, in Samples 1 to 6, the second average circularity of the second metal magnetic particles 41 is greater than the first average circularity of the first metal magnetic particles 31, so that it is considered that a large stress did not act on the second metal magnetic particles 41 (or the second magnetic powder, which is the raw material powder thereof) in the compression molding process. In this way, by reducing the stress acting on the second metal magnetic particles 41 in the compression molding process, the distortion occurring in the second metal magnetic particles 41 can be suppressed.
他方、試料7においては、第2金属磁性粒子41の第2平均円形度が0.7まで低下しているため、圧縮成形プロセスにおいて、第2金属磁性粒子41(又はその原料粉である第2磁性粉)に大きな応力が作用し、この大きな応力により第2金属磁性粒子41に大きな歪が生じたと考えられる。また、試料8においては、第1金属磁性粒子31におけるSiの含有比率が第2金属磁性粒子41におけるSiの含有比率よりも小さいので、圧縮成型プロセスにおいて第1金属磁性粒子31(又はその原料である第1磁性粉)に大きな応力が作用し、この大きな応力により第1金属磁性粒子31に大きな歪が生じたと考えられる。 On the other hand, in sample 7, the second average circularity of the second metal magnetic particles 41 is reduced to 0.7, so it is believed that a large stress acts on the second metal magnetic particles 41 (or the second magnetic powder, which is the raw material powder) in the compression molding process, and this large stress causes a large distortion in the second metal magnetic particles 41. Also, in sample 8, the Si content in the first metal magnetic particles 31 is smaller than the Si content in the second metal magnetic particles 41, so it is believed that a large stress acts on the first metal magnetic particles 31 (or the first magnetic powder, which is the raw material) in the compression molding process, and this large stress causes a large distortion in the first metal magnetic particles 31.
次に、上記の実施形態が奏する作用効果について説明する。本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、第1金属磁性粒子31におけるSiの含有比率が第2金属磁性粒子41におけるSiの含有比率よりも大きいので、第1金属磁性粒子31に生じる歪を抑制することができる。また、第2金属磁性粒子41の第2平均円形度が第1金属磁性粒子31の第1平均円形度よりも大きいので、第2金属磁性粒子41には、その原料粉である第2磁性粉の製造時や、第2磁性粉を圧縮して第2金属磁性粒子41を得る工程で、第2金属磁性粒子41に大きな応力が作用していない。このため、第2金属磁性粒子41には大きな歪が生じていない。これにより、金属磁性粒子に生じる応力歪に起因する基体10の透磁率の低下やコア損失を抑制することができる。また、第1金属磁性粒子群の第1平均円形度及び第2金属磁性粒子群の第2平均円形度を高くすることで、第1金属磁性粒子群及び第2金属磁性粒子群に含まれる各金属磁性粒子間の接触面積を少なくすることができるため、金属磁性粒子間での絶縁破壊を起こりにくくすることができる。このため、本発明の実施形態においては基体10の比抵抗を高くすることができる。 Next, the effects of the above embodiment will be described. According to at least one embodiment of the present invention, since the content ratio of Si in the first metal magnetic particle 31 is greater than the content ratio of Si in the second metal magnetic particle 41, the distortion occurring in the first metal magnetic particle 31 can be suppressed. In addition, since the second average circularity of the second metal magnetic particle 41 is greater than the first average circularity of the first metal magnetic particle 31, a large stress is not applied to the second metal magnetic particle 41 during the production of the second magnetic powder, which is the raw material powder, or during the process of compressing the second magnetic powder to obtain the second metal magnetic particle 41. Therefore, no large distortion occurs in the second metal magnetic particle 41. This makes it possible to suppress the decrease in magnetic permeability and core loss of the base 10 caused by stress distortion occurring in the metal magnetic particle. In addition, by increasing the first average circularity of the first metal magnetic particle group and the second average circularity of the second metal magnetic particle group, the contact area between the metal magnetic particles contained in the first metal magnetic particle group and the second metal magnetic particle group can be reduced, making it difficult for insulation breakdown to occur between the metal magnetic particles. Therefore, in this embodiment of the present invention, the resistivity of the substrate 10 can be increased.
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、基体10が第1平均粒径を有する第1金属磁性粒子群及び第1平均粒径よりも小さな第2平均粒径を有する第2金属磁性粒子群を含むため、第1金属磁性粒子の間に第2金属磁性粒子が入り込むことで基体10における金属磁性粒子の充填率を高めることができる。 According to at least one embodiment of the present invention, the base 10 includes a first group of metal magnetic particles having a first average particle size and a second group of metal magnetic particles having a second average particle size smaller than the first average particle size, so that the second metal magnetic particles penetrate between the first metal magnetic particles, thereby increasing the filling rate of the metal magnetic particles in the base 10.
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、第1金属磁性粒子群は0.7以上の第1平均円形度を有し第2金属磁性粒子群は、第1平均円形度よりも大きな第2平均円形度を有しているので、第1金属磁性粒子及び第2金属磁性粒子は、それぞれの円形度に応じた小さな表面積を有する。第1金属磁性粒子及び第2金属磁性粒子が各々の円形度に応じた小さな表面積を有するため、基体10においては金属磁性粒子の凝集を抑制することができ、その結果、金属磁性粒子の凝集による金属磁性粒子の充填率の低下を抑制することができる。本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、より小径の第2金属磁性粒子がより大径の第1金属磁性粒子よりも高い円形度を有しているため、第1金属磁性粒子よりも凝集が起こりやすい第2金属磁性粒子の凝集を抑制することが可能である。第1金属磁性粒子群の第1平均円形度を0.8以上とすることにより、第1金属磁性粒子31の凝集をさらに抑制することができる。 According to at least one embodiment of the present invention, the first metal magnetic particle group has a first average circularity of 0.7 or more, and the second metal magnetic particle group has a second average circularity larger than the first average circularity, so that the first metal magnetic particles and the second metal magnetic particles have small surface areas according to their respective circularities. Since the first metal magnetic particles and the second metal magnetic particles have small surface areas according to their respective circularities, the aggregation of the metal magnetic particles can be suppressed in the base 10, and as a result, the decrease in the filling rate of the metal magnetic particles due to the aggregation of the metal magnetic particles can be suppressed. According to at least one embodiment of the present invention, since the smaller diameter second metal magnetic particles have a higher circularity than the larger diameter first metal magnetic particles, it is possible to suppress the aggregation of the second metal magnetic particles, which are more likely to aggregate than the first metal magnetic particles. By making the first average circularity of the first metal magnetic particle group 0.8 or more, the aggregation of the first metal magnetic particles 31 can be further suppressed.
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、基体10において大径の複数の第1金属磁性粒子31の重量比が小径の複数の第2金属磁性粒子41の重量比の2倍以上であるため、基体10の透磁率をさらに高めることができる。 According to at least one embodiment of the present invention, the weight ratio of the multiple large-diameter first metal magnetic particles 31 in the base 10 is at least twice the weight ratio of the multiple small-diameter second metal magnetic particles 41, thereby further increasing the magnetic permeability of the base 10.
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41にSiを含有させることにより、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41の結晶磁気異方性定数や磁歪定数を低下させ、これにより第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41における保磁力を減少させることができるので、ヒステリシス損失を小さくすることができる。また、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41にSiを含有させることにより、第1金属磁性粒子31及び第2金属磁性粒子41の電気抵抗率を高くすることができ、これにより第1金属磁性粒子31における渦電流損失を減少させることができる。第1金属磁性粒子31におけるSiの含有比率が第2金属磁性粒子41におけるSiの含有比率も高いので、渦電流が発生しやすい大径の第1金属磁性粒子31における渦電流損失を効果的に抑制することができる。 According to at least one embodiment of the present invention, by containing Si in the first metal magnetic particle 31 and the second metal magnetic particle 41, the crystal magnetic anisotropy constant and the magnetostriction constant of the first metal magnetic particle 31 and the second metal magnetic particle 41 can be reduced, and the coercive force of the first metal magnetic particle 31 and the second metal magnetic particle 41 can be reduced, so that the hysteresis loss can be reduced. In addition, by containing Si in the first metal magnetic particle 31 and the second metal magnetic particle 41, the electrical resistivity of the first metal magnetic particle 31 and the second metal magnetic particle 41 can be increased, and thus the eddy current loss in the first metal magnetic particle 31 can be reduced. Since the content ratio of Si in the first metal magnetic particle 31 is high, and the content ratio of Si in the second metal magnetic particle 41 is also high, the eddy current loss in the large-diameter first metal magnetic particle 31 in which eddy currents are likely to occur can be effectively suppressed.
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、コイル導体25に電流が流れたときに生じる磁束の磁束密度が高くなるコア領域10Xに含まれる第1金属磁性粒子31の平均円形度がマージン領域10Yに含まれる第1金属磁性粒子31の平均円形度よりも小さいので、基体10の透磁率をさらに高めることができる。 According to at least one embodiment of the present invention, the average circularity of the first metal magnetic particles 31 contained in the core region 10X, where the magnetic flux density of the magnetic flux generated when a current flows through the coil conductor 25, is higher, is smaller than the average circularity of the first metal magnetic particles 31 contained in the margin region 10Y, so that the magnetic permeability of the base 10 can be further increased.
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、第3金属磁性粒子により第1金属磁性粒子の間、第2金属磁性粒子の間、及び第1金属磁性粒子と第2金属磁性粒子との間の隙間を充填することができるので、基体の機械的強度を高めることができる。 According to at least one embodiment of the present invention, the third metal magnetic particles can fill the gaps between the first metal magnetic particles, between the second metal magnetic particles, and between the first metal magnetic particles and the second metal magnetic particles, thereby increasing the mechanical strength of the substrate.
本発明の少なくとも一つの実施形態によれば、第3金属磁性粒子によって、第1金属磁性粒子の間、第2金属磁性粒子の間、及び第1金属磁性粒子と第2金属磁性粒子との間の隙間のより多くの領域を充填することができるため、基体10における金属磁性粒子の充填率を高めることができる。 According to at least one embodiment of the present invention, the third metal magnetic particles can fill more of the gaps between the first metal magnetic particles, between the second metal magnetic particles, and between the first metal magnetic particles and the second metal magnetic particles, thereby increasing the filling rate of the metal magnetic particles in the base 10.
前述の様々な実施形態で説明された各構成要素の寸法、材料及び配置は、それぞれ、各実施形態で明示的に説明されたものに限定されず、当該各構成要素は、本発明の範囲に含まれ得る任意の寸法、材料及び配置を有するように変形することができる。 The dimensions, materials, and arrangements of each component described in the various embodiments above are not limited to those explicitly described in each embodiment, and each component can be modified to have any dimensions, materials, and arrangements that may fall within the scope of the present invention.
本明細書において明示的に説明していない構成要素を、上述の各実施形態に付加することもできるし、各実施形態において説明した構成要素の一部を省略することもできる。 Components not explicitly described in this specification may be added to each of the above-described embodiments, and some of the components described in each embodiment may be omitted.
本明細書等における「第1」、「第2」、「第3」などの表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数、順序、もしくはその内容を限定するものではない。また、構成要素の識別のための番号は文脈毎に用いられ、一つの文脈で用いた番号が、他の文脈で必ずしも同一の構成を示すとは限らない。また、ある番号で識別された構成要素が、他の番号で識別された構成要素の機能を兼ねることを妨げるものではない。 The designations "first," "second," "third," and the like in this specification are used to identify components and do not necessarily limit the number, order, or content. Furthermore, numbers for identifying components are used in different contexts, and a number used in one context does not necessarily indicate the same configuration in another context. Furthermore, this does not prevent a component identified by a certain number from also serving the function of a component identified by another number.
本明細書では、以下の技術も開示される。
[付記1]
各々がFe及びSiを含有する複数の第1金属磁性粒子から成り第1平均円形度を有する第1金属磁性粒子群と、各々がFeを及びSi含有する複数の第2金属磁性粒子から成り前記第1平均円形度よりも大きな第2平均円形度を有する第2金属磁性粒子群と、樹脂製の結合材と、を含む基体と、
前記基体に設けられたコイル導体と、
前記コイル導体と電気的に接続された第1外部電極と、
前記コイル導体と電気的に接続された第2外部電極と、
を備え、
前記複数の第1金属磁性粒子の各々におけるSiの含有比率は、前記複数の第2金属磁性粒子の各々におけるSiの含有比率より高い、コイル部品。
[付記2]
前記第1平均円形度は、0.8以上である、
付記1に記載のコイル部品。
[付記3]
前記基体において、前記複数の第1金属磁性粒子の重量比は、前記複数の第2金属磁性粒子の重量比よりも大きい、
付記1又は付記2に記載のコイル部品。
[付記4]
前記第1金属磁性粒子群の平均粒径を表す第1平均粒径は、前記第2金属磁性粒子群の平均粒径を表す第2平均粒径よりも2倍以上大きい、
付記1から付記3のいずれか1つに記載のコイル部品。
[付記5]
前記基体は、各々がFe及びSiを含有する複数の第3金属磁性粒子から成り前記第2平均円形度よりも小さな第3平均円形度を有する第3金属磁性粒子群を含む、
付記1から付記4のいずれか1つに記載のコイル部品。
[付記6]
付記1から付記5のいずれか1つに記載のコイル部品と、
前記外部電極にはんだにより接合されている実装基板と、
を備える回路基板。
[付記7]
付記6に記載の回路基板を備える電子機器。
[付記8]
内部にコイル軸の周りに延びるコイル導体を含む基体を作製する基体作製工程と、
前記基体に外部電極を設ける外部電極作製工程と、
を備え、
前記基体は、各々がFe及びSiを含有する複数の第1金属磁性粒子から成り0.8以上の第1平均円形度を有する第1金属磁性粒子群と、各々がFeを及びSi含有する複数の第2金属磁性粒子から成り前記第1平均円形度よりも大きな第2平均円形度を有する第2金属磁性粒子群と、樹脂製の結合材と、を含み、
前記複数の第1金属磁性粒子の各々におけるSiの含有比率は、前記複数の第2金属磁性粒子の各々におけるSiの含有比率より高い、
コイル部品の製造方法。
[付記9]
前記基体作製工程は、
第1磁性粉、及び前記第1磁性粉の平均円形度よりも大きな平均円形度を有する第2磁性粉、及び第1熱硬化性樹脂を含む第1磁性材料に第1成型圧力を加えることで第1成型部を形成する第1成型工程と、
前記第1成型部に設置された前記コイル導体を覆い、前記第1磁性粉、前記第2磁性粉、及び第2熱硬化性樹脂を含む第2磁性材料に前記第1成型圧力よりも小さな第2成型圧力を加えることで前記第1成型部を含むせい基体を形成する第2成型工程と、
を備える付記8に記載のコイル部品の製造方法。
[付記10]
前記第1成型圧力は、10MPa以上100MPa以下である、
付記9に記載のコイル部品の製造方法。
[付記11]
前記第2成型圧力は、10MPa以上100MPa以下である、
付記9又は付記10に記載のコイル部品の製造方法。
[付記12]
前記第1熱硬化性樹脂の熱硬化温度以上であり、且つ、前記第2熱硬化性樹脂の熱硬化温度以上である加熱温度で、前記基体を加熱する加熱工程をさらに備える、
付記8から付記11のいずれか1つに記載のコイル部品の製造方法。
[付記13]
前記加熱温度は、200℃より低い、
付記12に記載のコイル部品の製造方法。
This specification also discloses the following techniques.
[Appendix 1]
a base including: a first metal magnetic particle group consisting of a plurality of first metal magnetic particles each containing Fe and Si and having a first average circularity; a second metal magnetic particle group consisting of a plurality of second metal magnetic particles each containing Fe and Si and having a second average circularity larger than the first average circularity; and a resin binder;
A coil conductor provided on the substrate;
a first external electrode electrically connected to the coil conductor;
a second external electrode electrically connected to the coil conductor;
Equipped with
A coil component, wherein a Si content in each of the plurality of first metal magnetic particles is higher than a Si content in each of the plurality of second metal magnetic particles.
[Appendix 2]
The first average circularity is 0.8 or more.
2. The coil component according to claim 1.
[Appendix 3]
In the base, a weight ratio of the plurality of first metal magnetic particles is greater than a weight ratio of the plurality of second metal magnetic particles.
3. The coil component according to claim 1 or 2.
[Appendix 4]
a first average particle size representing the average particle size of the first metal magnetic particle group is at least twice as large as a second average particle size representing the average particle size of the second metal magnetic particle group;
4. The coil component according to claim 1 ,
[Appendix 5]
the substrate includes a third metal magnetic particle group consisting of a plurality of third metal magnetic particles each containing Fe and Si and having a third average circularity smaller than the second average circularity;
5. The coil component according to claim 1 ,
[Appendix 6]
A coil component according to any one of Supplementary Note 1 to Supplementary Note 5;
a mounting substrate joined to the external electrodes by solder;
A circuit board comprising:
[Appendix 7]
7. An electronic device comprising the circuit board according to claim 6.
[Appendix 8]
a substrate fabrication step of fabricating a substrate including a coil conductor extending around a coil axis therein;
an external electrode preparation step of providing an external electrode on the base;
Equipped with
the base includes a first metal magnetic particle group consisting of a plurality of first metal magnetic particles each containing Fe and Si and having a first average circularity of 0.8 or more, a second metal magnetic particle group consisting of a plurality of second metal magnetic particles each containing Fe and Si and having a second average circularity larger than the first average circularity, and a resin binder;
a content ratio of Si in each of the plurality of first metal magnetic particles is higher than a content ratio of Si in each of the plurality of second metal magnetic particles;
A manufacturing method for coil components.
[Appendix 9]
The substrate preparation step includes:
a first molding step of forming a first molded part by applying a first molding pressure to a first magnetic material including a first magnetic powder, a second magnetic powder having an average circularity larger than that of the first magnetic powder, and a first thermosetting resin;
a second molding step of covering the coil conductor provided in the first molding part and applying a second molding pressure smaller than the first molding pressure to a second magnetic material including the first magnetic powder, the second magnetic powder, and a second thermosetting resin to form a magnetic base including the first molding part;
9. The method for manufacturing a coil component according to claim 8, comprising:
[Appendix 10]
The first molding pressure is 10 MPa or more and 100 MPa or less.
A method for manufacturing the coil component according to claim 9.
[Appendix 11]
The second molding pressure is 10 MPa or more and 100 MPa or less.
A method for manufacturing a coil component according to claim 9 or 10.
[Appendix 12]
The method further includes a heating step of heating the base at a heating temperature that is equal to or higher than a thermosetting temperature of the first thermosetting resin and equal to or higher than a thermosetting temperature of the second thermosetting resin.
12. A method for manufacturing a coil component according to any one of claims 8 to 11.
[Appendix 13]
The heating temperature is lower than 200° C.
A method for manufacturing the coil component according to claim 12.
1、101、201、301 コイル部品
10、110、210、310 基体
21、22、121、122、221、222、321、322 外部電極
25、125、225、325 コイル導体
31 第1金属磁性粒子
41 第2金属磁性粒子
10X コア領域
10Y マージン領域
Ax コイル軸
REFERENCE SIGNS LIST 1, 101, 201, 301 Coil component 10, 110, 210, 310 Base 21, 22, 121, 122, 221, 222, 321, 322 External electrode 25, 125, 225, 325 Coil conductor 31 First metal magnetic particle 41 Second metal magnetic particle 10X Core region 10Y Margin region Ax Coil axis
Claims (13)
前記基体に設けられたコイル導体と、
前記コイル導体と電気的に接続された第1外部電極と、
前記コイル導体と電気的に接続された第2外部電極と、
を備え、
前記複数の第1金属磁性粒子の各々におけるSiの含有比率は、前記複数の第2金属磁性粒子の各々におけるSiの含有比率より高い、コイル部品。 a base including: a first metal magnetic particle group consisting of a plurality of first metal magnetic particles each containing Fe and Si and having a first average circularity; a second metal magnetic particle group consisting of a plurality of second metal magnetic particles each containing Fe and Si and having a second average circularity larger than the first average circularity; and a resin binder;
A coil conductor provided on the substrate;
a first external electrode electrically connected to the coil conductor;
a second external electrode electrically connected to the coil conductor;
Equipped with
A coil component, wherein a Si content in each of the plurality of first metal magnetic particles is higher than a Si content in each of the plurality of second metal magnetic particles.
請求項1に記載のコイル部品。 The first average circularity is 0.8 or more.
The coil component according to claim 1 .
請求項1又は2に記載のコイル部品。 In the base, a weight ratio of the plurality of first metal magnetic particles is greater than a weight ratio of the plurality of second metal magnetic particles.
The coil component according to claim 1 or 2.
請求項1又は2に記載のコイル部品。 a first average particle size representing the average particle size of the first metal magnetic particle group is at least twice as large as a second average particle size representing the average particle size of the second metal magnetic particle group;
The coil component according to claim 1 or 2.
請求項1又は2に記載のコイル部品。 the substrate includes a third metal magnetic particle group consisting of a plurality of third metal magnetic particles each containing Fe and Si and having a third average circularity smaller than the second average circularity;
The coil component according to claim 1 or 2.
前記外部電極にはんだにより接合されている実装基板と、
を備える回路基板。 The coil component according to claim 1 or 2;
a mounting substrate joined to the external electrodes by solder;
A circuit board comprising:
前記基体に外部電極を設ける外部電極作製工程と、
を備え、
前記基体は、各々がFe及びSiを含有する複数の第1金属磁性粒子から成り0.8以上の第1平均円形度を有する第1金属磁性粒子群と、各々がFeを及びSi含有する複数の第2金属磁性粒子から成り前記第1平均円形度よりも大きな第2平均円形度を有する第2金属磁性粒子群と、樹脂製の結合材と、を含み、
前記複数の第1金属磁性粒子の各々におけるSiの含有比率は、前記複数の第2金属磁性粒子の各々におけるSiの含有比率より高い、
コイル部品の製造方法。 a substrate fabrication step of fabricating a substrate including a coil conductor extending around a coil axis therein;
an external electrode preparation step of providing an external electrode on the base;
Equipped with
the base includes a first metal magnetic particle group consisting of a plurality of first metal magnetic particles each containing Fe and Si and having a first average circularity of 0.8 or more, a second metal magnetic particle group consisting of a plurality of second metal magnetic particles each containing Fe and Si and having a second average circularity larger than the first average circularity, and a resin binder;
a content ratio of Si in each of the plurality of first metal magnetic particles is higher than a content ratio of Si in each of the plurality of second metal magnetic particles;
A manufacturing method for coil components.
第1磁性粉、及び前記第1磁性粉の平均円形度よりも大きな平均円形度を有する第2磁性粉、及び第1熱硬化性樹脂を含む第1磁性材料に第1成型圧力を加えることで第1成型部を形成する第1成型工程と、
前記第1成型部に設置された前記コイル導体を覆い、前記第1磁性粉、前記第2磁性粉、及び第2熱硬化性樹脂を含む第2磁性材料に前記第1成型圧力よりも小さな第2成型圧力を加えることで前記第1成型部を含む成型体を形成する第2成型工程と、
を備える請求項8に記載のコイル部品の製造方法。 The substrate preparation step includes:
a first molding step of forming a first molded part by applying a first molding pressure to a first magnetic material including a first magnetic powder, a second magnetic powder having an average circularity larger than that of the first magnetic powder, and a first thermosetting resin;
a second molding step of forming a molded body including the first molded part by covering the coil conductor installed in the first molded part and applying a second molding pressure smaller than the first molding pressure to a second magnetic material including the first magnetic powder, the second magnetic powder, and a second thermosetting resin;
The method for manufacturing a coil component according to claim 8 , comprising:
請求項9に記載のコイル部品の製造方法。 The first molding pressure is 10 MPa or more and 100 MPa or less.
The method for manufacturing the coil component according to claim 9 .
請求項9又は10に記載のコイル部品の製造方法。 The second molding pressure is 10 MPa or more and 100 MPa or less.
The method for manufacturing a coil component according to claim 9 or 10.
請求項8又は9に記載のコイル部品の製造方法。 The method further includes a heating step of heating the molded body at a heating temperature that is equal to or higher than a thermosetting temperature of the first thermosetting resin and equal to or higher than a thermosetting temperature of the second thermosetting resin.
The method for manufacturing a coil component according to claim 8 or 9.
請求項12に記載のコイル部品の製造方法。 The heating temperature is lower than 200° C.
The method for manufacturing a coil component according to claim 12.
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